本周推荐的文章为07月01日黄进课题组每周的文献分享组会上，由蒋文君（2022级生物技术与工程专业硕士研究生）分享的题为“OsbZIP72 Is Involved in Transcriptional Gene-Regulation Pathway of Abscisic Acid Signal Transduction by Activating Rice High-Affinity Potassium Transporter OsHKT1;1”的文章。该文章发表于Rice Science（中科院二区，IF=4.8，第一作者：Wang Baoxiang，通讯作者：Babatunde Kazeem Bello）。
文献内容简介
环境中的非生物胁迫，如高盐和干旱，已成为全球作物生长的主要威胁。植物应对这些胁迫的能力依赖于复杂的分子机制网络，包括胁迫信号传递和相关基因表达。研究发现，bZIP（basic leucine zipper）家族在植物激素刺激传递和信号途径中发挥重要作用。特别是，OsbZIP52、OsABF2、OREB1和OSBZ8等bZIP转录因子通过调控ABA响应元件（ABA-responsive element, ABRE）基因，在脱落酸（abscisic acid, ABA）信号通路中起关键作用。值得注意的是，过表达OsbZIP72的转基因水稻表现出对ABA的积极响应，提高了某些基因（如LEA）对ABA的表达水平，并增强了水稻的抗旱性。尽管如此，bZIP72在水稻中的具体分子机制仍需进一步研究。
在该研究中，作者首先构建了过表达和突变体水稻，并检测了OsbZIP72的表达量。结果表明过表达（OxbZIP72 ）转基因水稻中OsbZIP72的表达水平显著高于野生型 （WT）和 突变体（crbzip72）（图1）。
图1.OsbZIP72基因的表达分析和分子表征
为了进一步了解OsbZIP72在盐和干旱胁迫下的功能，作者对水稻进行了盐和干旱胁迫处理。结果表明，OxbZIP72转基因水稻对这两种胁迫的耐受性与OsbZIP72的表达量呈正相关（图2,3）。这说明OsbZIP72能调节水稻对盐和干旱胁迫的响应，其过表达提高了水稻的耐受性。
图2. 过表达（OxbZIP72）和敲除（crbzip72）转基因水稻对干旱胁迫耐受性影响的测
图3. 过表达（OxbZIP72）和敲除（crbzip72）转基因水稻对盐胁迫耐受性影响的测定
同时，作者还检测了在ABA、盐和干旱胁迫下，OsbZIP72的表达水平。结果发现，干旱、盐和ABA胁迫可以强烈诱导OsbZIP72表达（图4B）。为探索OsbZIP72调控的下游基因，作者对OxbZIP72 和 WT 叶片样品进行了RNA 测序，并检测了筛选出的几种盐和干旱胁迫基因的表达水平。结果发现，这些基因在OxbZIP72植株中的表达普遍上调（图4A），表明OsbZIP72可以参与非生物胁迫的调节。
图4. 过表达（OxbZIP72）和敲除（crbzip72）转基因植物中OsbZIP72调控基因的转录水平
OsHKT1;1在OsbZIP72植株中的高表达暗示它可能是OsbZIP72的下游基因。作者通过酵母单杂交和荧光素酶（Luciferase, LUC）反式激活检测发现，OsbZIP72激活了OsHKT1;1 的转录，且这种激活随外源性ABA的添加而显著增强（图5）。
图5. 酵母单杂交和荧光素酶试验揭示了OsbZIP72与OsHKT1;1 启动子相互作用
最后作者通过电泳迁移率转移实验（electrophoresis mobility shift assay, EMSA）分析发现，OsbZIP72主要与OsHKT1;1 上游992个区域中的ABRE元件的ACGT区域结合（图6）。
图6. EMSA揭示OsbZIP72与OsHKT1;1启动子中P4中的各种突变ABRE元件的结合
文献总结与分析
研究者通过CRISPR-Cas9构建了敲除和过表达OsbZIP72，以探究其在抗逆中的作用和机制。OsbZIP72水稻对干旱和盐胁迫表现出更高的耐受性，而crbzip72水稻对这些胁迫表现出较高的敏感性。RNA测序数据揭示了OsbZIP72调控的非生物胁迫相关基因。酵母单杂交和荧光素酶测定证实OsbZIP72为转录激活子。EMSA实验表明OsbZIP72直接与OsHKT1;1启动子区的ABA响应元件结合并激活转录。综上，OsbZIP72作为转录调节因子，通过ABA依赖性途径诱导OsHKT1;1表达，在水稻ABA介导的耐盐抗旱机制中发挥关键作用。
于本课题组启示
本课题组的硕士研究生蒋文君目前主要研究方向为水稻非生物胁迫相关基因的作用机制。该研究在我们研究盐和干旱胁迫过程中，对如何分析转录因子下游基因有一定的参考价值。然而，该研究仅验证了OsHKT1;1与OsbZIP72的关系，未深入探讨OsHKT1;1的功能，难以直接证明其在OsbZIP72通过ABA信号途径提高水稻耐盐抗旱性中的作用。对文中数据的深入分析引发我们思考：欲将研究成果发表于在高水平期刊，我们需要全面评估研究的创新点、优势及不足。这种中跳脱研究本身，从更高维度进行的的审视，不仅有助于提升研究质量，更是推动学术进步的关键所在。
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