本研究通过筛选棉花WRKY家族成员，发现GhWRKY41受盐胁迫显著诱导表达。功能验证表明，过表达GhWRKY41能显著增强棉花和拟南芥的耐盐性，而敲低该基因则增加棉花对盐胁迫的敏感性。机制上，GhWRKY41直接结合并激活盐响应基因GhMPK3和GhLEA3的启动子；全局转录组分析进一步揭示，GhWRKY41通过调控光合系统相关基因（如PSBA、PSAC等）维持盐胁迫下光合作用活性，从而提升耐盐性。该研究为棉花抗盐育种提供了关键基因资源。

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题目

文章题目：GhWRKY41 Confers Salt Tolerance by Enhancing Photosynthetic Capacity in Cotton (Gossypium hirsutum)

发文单位：广西大学农学院、 华中农业大学

研究对象：棉花（陆地棉，Gossypium hirsutum）及其基因 GhWRKY41（一种WRKY转录因子）

研究领域：植物抗逆生物学（盐胁迫响应）、转录调控机制、光合作用代谢通路

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杂志

Plant Cell and Environment； IF=6.3分

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链接

Xiao S, Chen M, Zeng L, et al. GhWRKY41 confers salt tolerance by enhancing photosynthetic capacity in cotton (Gossypium hirsutum). Plant, Cell & Environment. 2025;1-18. https://doi.org/10.1111/pce.70224

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检测方法

Norminkoda提供了丙二醛、叶绿素，脯氨酸试剂盒

产品货号:NMW0161

产品名称:丙二醛（MDA）含量检测试剂盒

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产品货号:NMW0145

产品名称:植物叶绿素（chlorophyll）含量检测试剂盒

产品规格:96T/48T/

网页链接:https://www.bionmkd.com/PNONMW0145.html

产品货号:NMW0105

产品名称:脯氨酸（PRO）含量检测试剂盒

产品规格:96T/48T/

网页链接:https://www.bionmkd.com/PNONMW0105.html

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主要内容

1. 基因鉴定与表达分析：

• 从91个棉花WRKY基因中筛选出受盐胁迫诱导的GhWRKY41，其在耐盐品种中表达更高。

• 启动子分析显示GhWRKY41含有多种逆境响应顺式元件（如ARE、MYC）。

2. 功能验证：

• 在拟南芥和棉花中过表达GhWRKY41显著提升种子萌发率和植株存活率，降低MDA含量（膜损伤指标），增加脯氨酸积累（渗透调节物）。

• VIGS沉默GhWRKY41的棉花表现出光合能力下降、叶绿素降解加剧。

1. 分子机制：

• ChIP-seq和双荧光素酶报告实验证明GhWRKY41直接结合GhMPK3和GhLEA3的启动子W-box元件并激活其表达。

• RNA-seq和KEGG分析表明，GhWRKY41及其拟南芥同源基因（AtWRKY41/53）调控光合系统（如PSI/PSII反应中心蛋白）和盐响应通路。

1. 光合作用关联：

• 沉默GhWRKY41导致光合参数（Pn、Fv/Fm等）显著下降，而过表达植株能维持高水平电子传递效率和CO₂固定能力。

• GhWRKY41是棉花盐胁迫响应的正向调控因子，通过直接激活GhMPK3和GhLEA3等下游靶基因，维持光合系统稳定性。

• 该基因通过减少膜脂过氧化、增强渗透调节能力，以及保护光系统II和I的活性，综合提升耐盐性。

• GhWRKY41的功能在拟南芥中保守，暗示其在不同作物抗逆育种中具有广泛应用潜力。

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总结

本研究首次将WRKY转录因子与盐胁迫下的光合作用调控直接关联，突破了以往研究多聚焦于ABA信号或离子稳态的局限。亮点在于：

1. 多维度验证：从表达模式到体内外互作（ChIP-seq、DLR），再到表型-生理指标关联，形成了完整的证据链。

2. 跨物种一致性：在棉花和拟南芥中均验证功能，增强结论普适性。

3. 应用价值：GhWRKY41可作为分子标记用于棉花耐盐品种选育。需注意的局限是，GhMPK3和GhLEA3如何具体影响光合作用的细节仍需进一步解析（如蛋白互作网络）。

综上，该研究为作物抗逆机制提供了新视角，强调了光合作用在非生物胁迫响应中的核心地位。

声明：本文内容及图片部分来源于已见刊的文献，内容观点仅代表个人解读，具体参考原文.