Yếu tố phiên mã của gen GsWRKY23 và tính trạng chịu mặn thông quả biểu hiện gen GsPER3 và bảo hòa sinh lý ROS

 Yếu tố phiên mã của gen GsWRKY23 có nguồn gốc từ loài đậu nành hoang dại liên quan đến tính trạng chịu mặn thông quả biểu hiện gen GsPER3 và bảo hòa sinh lý ROS

Nguồn: Shile Sun, Bingjun Yu, Jiaxin Yang, Jifeng Jiang, Dan Liang. 2026. The transcription factor GsWRKY23 gene from wild soybean confers enhanced salt tolerance by regulating GsPER3 expression via ROS homeostasis. Plant Physiology and Biochemistry; Volume 231, February 2026, 111035

 Protein đóng vai yếu tố phiên mã WRKYs giúp cây khởi động phản ứng tự vệ chống lại nhiều điều kiện bất lợi thông qua điều tiết các gen đích ở vùng cận dưới (downstream target genes). Đậu nành hoang dại chống chịu mặn (Glycine soja) là đặc trưng của nguồn vật liệu quan trọng cho chiến lược “molecular breeding” và cải tiến di truyền giống đậu nành cao sản chịu mặn (G. max). Nghiên cứu này xác định được gen GsPER3, một gen đích ở vùng cận dưới của GsWRKY23, sử dụng đoạn trình tự transcriptome (RNA-seq), kết hợp với kết qủa phân tích promoter cis-acting element và nhuộm phẩm GUS (reporter gene). Điều tiết phiên mã của gen GsWRKY23 trên GsPER3 được xác định nhờ kỹ thuật yeast one-hybrid (Y1H), xét nghiệm dịch chuyển điện di (EMSA), và hoạt động GUS, xét nghiệm dual-luciferase (DLR).

Hình: Yếu tố phiên mã là protein GsWRKY23 gắn với “W-box cis-acting element” tại vị trí −486 của vùng trình tự promoter thuộc gen GsPER3; kích hoạt gen biểu hiện.

Là một thành viên của họ peroxidase, chức năng gen GsPER3 biểu hiện đối với gốc ô xi tự do ROS (scavenging reactive oxygen species). Sử dụng kỹ thuật chuyển nạp rễ tóc của đậu nành, người ta nghiên cứu cơ chế này thông qua gen GsWRKY23 tăng cường được tính chịu mặn của đậu nành hoang dại nhờ điều tiết biểu hiện gen GsPER3. Kết quả cho thấy GsWRKY23 kết gắn đặc biệt với W-box element tại vị trí −486 trong promoter của gen GsPER3, do đó, kích hoạt gen biểu hiện. Trong nghiệm thức xử lý mặn, so với “empty vector” (EV) làm đối chứng, cây nào có sự biểu hiện mạnh mẽ của gen GsWRKY23 (GsWRKY23-OE) điều tiết theo kiểu “up” ở rễ  (gen GsPER3) và tăng hoạt tính men peroxidase (POD) ở rễ và lá đậu nành. Trái lại, cây nào có gen chỉnh sửa GsWRKY23-CRISPR/Cas9 (GsWRKY23-Cas9) để biểu thị sự ức chế của gen GsPER3 và giảm đáng kể hoạt tính men POD. Trong xử lý nghiệm thực mặn, cây có gen GsPER3-OE biểu hiện tính chịu mặn tăng, với hiệu suất vượt trội các thông sio61 sinh lý bao gồm khối lượng cây tươi (FW), hàm lượng nước tương đối ở lá (RWC), cũng như có mức độ thấp hơn REL (relative electrolytic leakage) và hàm lượng malondialdehyde (MDA) thấp hơn ở rễ và lá so với cây EV (empty vector đối chứng). Trái lại, cây có gen chỉnh sửa GsPER3-Cas9 biểu thị  xu hướng đối ngược lại. Bên cạnh đó, cây có gen GsPER3-OE biểu thị tích tụ thấp hơn ROS và hoạt tính hệ men “antioxidant” cao hơn. Kết quả này chứng minh được gen GsWRKY23 làm tăng tính chống chịu mặn trong loài đậu nành hoang dại nhở hiểu hiện gen GsPER3, gen này lại làm tăng hoạt tính hệ men “antioxidant” và làm giảm tích tụ ROS, nhờ vậy, duy trì được trạng thái bảo hòa sinh lý ROS (ROS homeostasis).

Xem https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0981942826000215