《Plant Physiology and Biochemistry》：The transcription factor
GsWRKY23 gene from wild soybean confers enhanced salt tolerance by regulating
GsPER3 expression via ROS homeostasis
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本研究針對土壤鹽漬化嚴重制約作物生產的全球性問題，以耐鹽野生大豆為材料，揭示了轉錄因子GsWRKY23通過直接結合下游靶基因GsPER3啟動子的W-box順式元件，激活其表達并提升過氧化物酶（POD）活性，進而調控活性氧（ROS）穩態以增強植物耐鹽性的新機制。該研究為大豆耐鹽分子育種提供了關鍵靶點和理論依據。
隨著全球土壤鹽漬化問題日益嚴重，作物產量面臨嚴峻挑戰。鹽脅迫不僅導致植物滲透失衡和離子毒害，還會引發活性氧（reactive oxygen species, ROS）爆發，造成氧化損傷。植物通過激活轉錄因子網絡調控下游基因表達以應對脅迫，其中WRKY家族轉錄因子在應激響應中起核心作用。野生大豆（Glycine soja）作為栽培大豆的重要耐鹽遺傳資源，其抗逆機制解析對作物改良具有重要意義。
南京農業大學研究團隊在《Plant Physiology and Biochemistry》發表論文，聚焦野生大豆轉錄因子GsWRKY23，通過多組學聯合分析發現其下游靶基因為過氧化物酶基因GsPER3。研究綜合運用轉錄組測序（RNA-seq）、酵母單雜交（Y1H）、凝膠遷移實驗（EMSA）、雙熒光素酶報告系統（DLR）及大豆毛狀根轉化等技術，驗證了GsWRKY23通過結合GsPER3啟動子特定W-box元件（-486 bp處）激活其轉錄的分子通路。
3.1. RNA-seq分析揭示GsWRKY23調控的基因表達差異
通過比較GsWRKY23過表達（GsWRKY23-OE）與空載體（EV）對照植株的根系轉錄組，發現696個差異表達基因，其中471個上調、225個下調。KEGG富集分析顯示這些基因顯著富集于苯丙烷生物合成途徑，GO分析提示11個抗氧化相關基因為潛在靶標。
3.2. GsWRKY23靶基因的篩選與初步鑒定
對7個含W-box元件的抗氧化相關基因啟動子進行煙草瞬時表達分析，發現僅GsPER3（Glysoja.10G025790）的啟動子活性被GsWRKY23顯著激活。
3.3. GsPER3的氨基酸序列分析
GsPER3編碼322個氨基酸的III類過氧化物酶，其活性中心的組氨酸殘基（H46、H61、H63）高度保守，與栽培大豆GmPER3同源性達100%。
3.4. GsWRKY23通過結合啟動子-486位W-box元件轉錄調控GsPER3
Y1H和EMSA實驗證實GsWRKY23直接結合GsPER3啟動子的W-box元件；GUS活性和雙熒光素酶報告實驗進一步驗證GsWRKY23對GsPER3的轉錄激活作用。
3.5. GsWRKY23激活GsPER3表達并提升毛狀根復合植株POD活性
鹽脅迫下，GsWRKY23-OE植株根系GsPER3表達量顯著上調，根和葉片中POD活性同步增強；而GsWRKY23-Cas9植株則表現相反趨勢。
3.6. GsPER3過表達增強野生大豆毛狀根復合植株耐鹽性
GsPER3-OE植株在鹽脅迫下表現出更高的植株鮮重、葉片相對含水量（RWC），以及更低的相對電解質滲漏率（REL）和丙二醛（MDA）含量。組織化學染色與定量分析表明，其ROS積累顯著減少，SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性顯著提升。
研究結論表明，GsWRKY23通過直接激活GsPER3表達，增強抗氧化酶活性并減少ROS積累，從而維持ROS穩態，最終提高野生大豆耐鹽性。該工作不僅揭示了WRKY-PER模塊在鹽脅迫響應中的新功能，也為大豆耐鹽遺傳改良提供了關鍵基因資源。值得注意的是，該研究采用的毛狀根復合植株系統雖便于快速驗證基因功能，但未能進行傳統遺傳互補實驗，未來可通過穩定轉基因株系進一步驗證該通路的普適性。此外，GsWRKY23-GsPER3模塊是否參與干旱等其他逆境響應，仍有待深入探索。
