PUB79-MYB96-BTB/POZ分子模块调控杨树抗旱/复水分子机制研究

短周期的干旱/湿润循环是植物在自然界中最为普遍经历的环境过程，然而对植物如何适应这一过程而维持生长和发育问题的研究较为匮乏。本研究以杨树抗旱基因PUB79的启动子作为诱饵进行酵母单杂筛库，筛选鉴定到一个受干旱和ABA显著诱导的转录因子MYB96.并通过酵母双杂交筛选获得MYB96的互作蛋白BTB/POZ.进一步利用转基因技术明确了MYB96和BTB/POZ在抗旱中的功能，并解析了两者之间互作及与ABA的MeJA关系。转录因子MYB96受到干旱和ABA的显著诱导，并直接正调控抗旱相关基因PUB79的表达。过表达MYB96显著增强杨树的抗旱能力，而敲低表达MYB96降低杨树抗旱性。进一步以MYB96为诱饵筛选到受干旱和茉莉酸甲酯(MeJA)显著抑制的BTB/POZ家族基因BTB/POZ.BTB/POZ与MYB96发生蛋白水平互作，并介导了后者的泛素化降解。过表达BTB/POZ杨树表现出干旱敏感性，而RNAi株系增强杨树抗旱。检测杨树干旱、复水后的ABA和MeJA水平，显示两者在旱后迅速上调而复水后下降。同时，分别利用MYB96和BTB/POZ特异性抗体检测两者在干旱和复水下的蛋白水平变化，发现MYB96会被干旱迅速诱导积累，并在复水后降解，而BTB/POZ的蛋白水平变化与之相反。进一步研究发现，MYB96受ABA、MeJA诱导表达，而高水平MeJA会导致BTB/POZ蛋白丰度降低。本研究提出了由ABA和MeJA共同介导的MYB96-BTB/POZ分子模块调控杨树抗旱/复水的响应机制。即在干旱环境下，ABA和MeJA水平提高，促使MYB96在转录和蛋白水平迅速上调，同时BTB/POZ表达被抑制，减弱对MYB96的泛素化降解，促使其通过调控PUB79等基因增强杨树抗旱;复水后，ABA和MeJA含量减少，BTB/POZ解除抑制，增强了转录和蛋白水平积累，从而促进对MYB96的泛素化降解，减弱抗旱基因的过量表达，使植物恢复正常的生长发育。