转录因子BnaA1.WRKY53调控硼缺乏条件下生长素诱导的甘蓝型油菜叶片卷曲机制研究

　　针对甘蓝型油菜缺硼(B)胁迫下叶片卷曲的生理机制不明问题，研究人员通过分子遗传学与生理学手段，发现转录因子BnaA1.WRKY53通过抑制生长素(IAA)生物合成基因表达，调控叶片栅栏细胞过度扩张，从而缓解缺硼诱导的叶片上表皮生长素积累与卷曲现象。该研究为作物硼胁迫适应性调控提供了新靶点。

　　

甘蓝型油菜作为重要的油料作物，对缺硼胁迫极为敏感，幼苗期会出现典型的叶片卷曲症状，导致光合效率下降和生长受阻。然而，长期以来科学家们对缺硼诱导叶片形态建成的分子机制知之甚少。更关键的是，传统研究多聚焦于通过提高硼转运蛋白（如NIP5;1和BOR1）表达来增强硼吸收效率，但对于不依赖硼吸收的耐受机制鲜有报道。这一知识空白严重制约了作物抗逆育种的策略开发。

在这一背景下，华中农业大学的研究团队在《The Crop Journal》发表了突破性研究成果。他们发现转录因子BnaA1.WRKY53能通过调控生长素代谢通路，显著缓解缺硼引起的叶片卷曲。这一发现不仅揭示了植物应对硼胁迫的新机制，更为作物抗逆遗传改良提供了全新思路。

研究团队运用了多学科交叉的技术方法：通过CRISPR-Cas9构建BnaA1.WRKY53突变体及过表达株系；采用激光共聚焦显微镜观察DR5::GFP报告基因的生长素分布模式；结合RNA-seq转录组分析和qRT-PCR验证关键基因表达；利用LC-MS定量植物激素含量；通过石蜡切片技术分析叶片细胞形态学变化。

研究结果首先揭示了BnaA1.WRKY53的表达特性。该基因主要在叶片中表达，且受缺硼显著诱导（图1）。表型分析显示，过表达株系在缺硼条件下表现出更舒展的叶片和更高生物量，而突变体则呈现严重卷曲（图2）。值得注意的是，这种表型差异与植株硼含量无关（图2J-L），暗示存在独立于硼吸收的调控机制。

解剖学研究发现，缺硼导致野生型叶片栅栏组织细胞过度扩张，而过表达株系能维持正常细胞形态（图3）。转录组分析将研究视角引向生长素通路——过表达株系中生长素响应通路基因显著富集（图4B）。后续实验证实，缺硼会使叶片生长素浓度升高3倍以上，而过表达株系能有效抑制这一现象（图4E）。

机制解析方面，研究揭示了BnaA1.WRKY53通过下调TAA1、YUC5/9等生长素合成基因的表达（图4H,J,M），减少生长素积累。DR5::GFP实验直观显示，缺硼会导致生长素信号在叶片上表皮特异性聚集（图5），这与栅栏细胞扩张区域完全吻合。外源NAA处理能模拟缺硼表型，而生长素合成抑制剂L-kyn则能缓解症状（图S6-S7），证实了生长素分布与叶片卷曲的因果关系。

这项研究的重要意义在于首次构建了"缺硼-WRKY53-生长素-细胞扩张-叶片形态"的完整调控链条（图7）。BnaA1.WRKY53作为分子枢纽，既受缺硼诱导，又通过负反馈调节生长素合成，形成精确的稳态调控网络。这种不依赖硼吸收的耐受机制，突破了传统育种思路，为开发"节硼型"作物品种提供了全新靶点。在气候变化加剧、土壤硼分布不均的背景下，该成果对保障油菜等经济作物的稳产高产具有重要实践价值。