【研究背景】特色油料作物亚麻荠(Camelina sativa)不仅生育期短(80～100天)、水肥消耗低、病虫草害少、易于简化栽培,而且抵御低温、干旱和盐胁迫等逆nursing in the media境能力强,是挖掘抗逆基因及解析抗逆机制的优异种质。植物特有的WRKY转录因子家族,参与植物生长发育及抗逆反应等多种生命活动。然而,有关亚麻荠高抗逆性分子机制以及WRKY转录因子介导的调控网络还未解析;【材料与方法】本文聚焦于鉴定介导亚麻荠抗盐胁迫机制WRKY转录因子等关键基因,以高抗逆性亚麻荠品种SC-N1为试材,系统检测亚麻荠盐胁迫响应表征;采用多组学整合分析、分子克隆PD-0332991、CRISPR-Cas9基因编辑、遗传转化和WGCNA等技术和方法,多维度解析植物特有的WRKY转录因子介导亚麻荠抵御盐胁迫的分子机制;【结果与分析】亚麻荠幼苗盐胁迫响应表征揭示亚麻荠通过提高抗渗物质合成积累和增强抗氧化酶活及清除活性氧(ROS)能力而抵御盐胁迫。全基因组鉴定获得由224个CsWRKY基因编码的242个CsWRKY蛋白成员。CsWRKY基因家族进化经历了较强的纯化选择,137个片段重复事件构成CsWRKY基因家族扩张和功能变异的关键进化动力。转录组分析显示CsWRKY在亚麻荠组织/器官发育中起重要作用,一些CsWRKYs参与调控细胞基础生命活动,而另一部分CsWRKYs则在不同组织/器官行使差异化调控功能。基于时空表达谱和盐胁迫幼苗生理生化代谢流检测,筛选出CsWRKY8、9、10、43、48、49、50、162和242等9个参与盐胁迫应答的候选CsWRKYs,其中CsWRKY9、43和162为介导盐胁迫响应的关键候选WRKY转录因子。应用基因组仅含1个WRKY基因的单细胞莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的野生型和WRKY敲除突变体分别过表达CsWRKY9、43和162基因,遗传转化试验表明,CsWRKY9、43和162基因过表达不影响正常条件下藻细胞生长和光合作用,而且能显著提高转化藻株的抗/耐盐性,其中CsWRKY162过表达藻株耐盐性最高。构建CsWRKY162基因过表达载体以及敲除载体CRISPR-CsWRKY162,应用农杆菌介导遗传转化亚麻荠,筛选获得纯合的CsWRKY162过表达植株和CRISPR敲除植株。正常生长条件下,过表达株系和敲除株系生物量等性状与对照株相比没有明显变化。在盐胁迫(175 m M NaCl)条件下,对照植株生长受抑制,CsWRKWnt-C59半抑制浓度Y162过表达植株未显受害症状,而CsWRKY162基因敲除植株矮小,其受害症状显著。转化体转录组数据分析筛选到一些盐胁迫相关基因(例如NAC、P、Rboh、SOS),基因表达量发生显著变化;同时筛选到ABA信号通路相关基因也是差异表达(例如ZEP、MCSU、SDR);这些基因启动子含1个或多个WRKY氨基酸序列特异结合的W-box顺式调控元件。由WGCNA分析及相关检测,挖掘到亚麻荠应答盐胁迫的核心基因包括WRKY、bZIP、ZEP2、SDR8和MCSU9等,且盐胁迫下ZEP2、SDR8和MCSU9等表达量上升,ABA含量明显增加。基于多维数据成功构建CsWRKY162与多个核心基因互作介导逆境胁迫响应的调控网络;【结论】WRKY转录因子介导亚麻荠盐胁迫应答,CsWRKY162通过ABA合成途径上调ZEP2、SDR8和MCSU9等相关基因表达增加ABA生物合成,CsWRKY162-ABA模块具有调控特色油料作物亚麻荠高抗逆境胁迫的能力。