转录因子又叫反式作用因子，在真核生物中能够结合到启动子区域激活或抑制靶基因转录从而对靶标基因进行表达调控，常见的类型有MYB转录因子、NAC转录因子、WRKY转录因子等。其中WRKY转录因子是一个超级基因家族，最初从马铃薯、欧芹、野燕麦和拟南芥(Ishiguro and Nakamura, 1994; Rushton et al., 1995; 1996; Pater et al., 1996)中克隆获得。其名称源于核心序列包括70个左右的WRKYGQK保守氨基酸序列(Eulgem et al., 1999)。在对靶标基因进行表达调控的时候，WRKY蛋白通过其保守序列对W-box ((T)TGACC(A/T))进行特异性识别。此外，WRKY蛋白能够与自身启动子中的W-box相互结合从而对基因本身进行表达调控(Yu et al., 2001; Sun et al., 2003)。

研究表明，WRKY超家族参与了植物的多种生理过程，包括代谢调控、形态建成、种子萌发和发育、衰老调控等(Guo et al., 2004)。Lin和Wu (2004)通过分析WRKY家族的转录本，结果表明WRKY超级家族构成了调控植物抗衰老过程的第二个大家族。Guo等(2004)通过黑暗处理拟南芥，被分析的59个基因中有21个上调表达。在大麦中的转录因子SUSIBA2也是属于WRKY家族，Price等(2004)的研究表明SUSIBA2参与了糖代谢的信号传递过程。Mare等(2004)的研究结果表明大麦的转录因子Hv-WRKY38参与了大麦的抗冻和耐干旱胁迫。Huang和Duman (2002)对南蛇藤中的一个67 kD的WRKY蛋白质进行研究，结果发现该蛋白质与耐寒密切相关。近来更多的研究表明，WRKY超级家族广泛的参与了植物的生物胁迫和非生物逆境胁迫的应答过程。本文综述了WRKY转录因子的基本结构特征及根据其结构特征划分的主要类型，同时对WRKY转录因子在植物抗生物逆境胁迫及非生物逆境胁迫中的主要功能进行了阐述，以期为进一步研究WRKY转录因子提供有价值的信息。

1 WRKY转录因子的结构特征及其起源和进化
1.1 WRKY转录因子的结构特征
转录因子一般存在四个核心结构域，DNA结合区、核定位信号区、寡聚化位点区和转录调控区，其中DNA结合区其基本功能是对顺式作用元件进行识别并与之结合，核定位信号区负责控制转录因子进入细胞核的过程，不同类型的转录因子其核定位信号存在很大的差异，寡聚化位点区是不同类型的转录因子相互作用的区域，其氨基酸序列往往高度保守(刘强等, 2000)。WRKY转录因子是广泛存在于植物界的一类超级基因家族，其DNA结合区包含一到二个WRKY核心结构域，其N端往往包括70个左右高度保守的氨基酸。

图1 WRKY超级转录因子的核心结构域 Figure 1 The core domain of WRKY super transcription factor

在拟南芥中通过生物信息学分析知道，有些WRKY转录因子存在一个WRKYGQK核心结构域，有些WRKY转录因子存在2个WRKYGQK核心结构域，比较特殊的一些转录因子不是WRKYGQK核心结构域，而是发生了一定的变化，例如：拟南芥WRKY家族成员中的AtWRKY50，AtWRKY51和AtWRKY59的WRKY结构域序列为WRKYGKK，而在最近的研究中发现在一些植物中存在WRKYGEK组成的核心结构域(Qiu et al., 2004)，暗示转录因子WRKY家族具有更加广泛的其它生物学功能。此外，WRKY转录因子一般还包括一到二个Cys2His2或Cys2His/Cys锌指型结构(Eulgem, 2005)，其锌指型结构与乙烯应答因子(ERF)和碱性亮氨酸拉链蛋白质(bZIP)家族成员的结构十分相似(Guan and Nothnagel, 2004; Thibaud-Nissen et al., 2006)。

1.2 WRKY转录因子的类型
根据WRKY结合区和锌指结构的特征可以把WRKY转录因子划分为不同的类型，一般把WRKY转录因子划分为三大类型。第一大类包括2个WRKY核心结构域，锌指型结构类型为Cys2His2型，其与靶标基因的结合主要由C端WRKY核心氨基酸序列决定，而N端的WRKY核心氨基酸序列的功能可能为提高WRKY蛋白质的亲和力和特异性。第二大类的WRKY转录因子只有一个WRKY核心结构域，其锌指型结构类型为Cys2His2型，已经发现的大部分WRKY转录因子都是属于这种类型。第二大类WRKY转录因子的WRKY核心结构域与第一大类WRKY转录因子C端核心氨基酸具有较高的同源性，这也说明该类超级转录因子核心氨基酸序列与第一大类WRKY转录因子C端核心氨基酸序列具有相似的功能。第三大类的WRKY转录因子也只有一个WRKY核心结构域，但是其锌指结构是Cys2HisCys型。

2 WRKY转录因子在植物应答生物逆境胁迫应答中的功能
植物的防御体系是由细菌组成型或分泌型效应子触发的防御机制，各种类型的细菌都可以通过相关的效应子侵染植物体，而植物体则启动高效的防御体系予以抵抗，研究表明WRKY转录因子在植物防御过程中扮演十分重要的角色(Rochon et al., 2006)。例如：Xing等(2008)的研究表明，WRKY48在拟南芥和丁香假单孢菌亲和性互作中发挥十分重要的功能，转基因过表达对丁香假单孢菌的侵染变得十分敏感，而分离的突变体有效提高了对丁香假单孢菌的抗性，从而说明转录因子WRKY48在拟南芥和丁香假单孢菌亲和性互作中发挥了负调控因子的功能。此外，在拟南芥中转基因过表达WRKY7能提高植物对丁香假单孢菌的抗性水平，而WRKY7的突变体降低了对丁香假单孢菌的抗病能力，从而说明转录因子WRKY7在拟南芥防御丁香假单孢菌的过程中发挥了正调控因子的角色(Kim et al., 2006)。

水杨酸(SA)被广泛认为是一种十分重要的病源信号分子，其广泛参与了植物局部基础防御和系统获得抗性，而受SA诱导的WRKY蛋白质不但在植物天然免疫过程中发挥作用，在系统获得抗性(SAR)的建立过程也发挥十分重要的作用。在对SAR建立过程中的关键因子NPR1基因的研究过程中发现，NPR1基因可以和WRKY转录因子相互调控(Sperotto et al., 2007)，也可以和TGA转录调控因子作用从而调控下游病程相关蛋白(PR)的表达，同时还发现SA依赖的AtWRKY51很可能是TGA2的靶基因(Zhang et al., 1999；Dong, 2004)。在病源菌对植物侵染的过程中，部分病源菌是通过活体寄生的方式获得养料，部分病源菌是通过半活体或死体腐生方式获取养料，从而决定了不同的病源信号途径，大量的研究表明植物防御寄生型病源菌常常激活SA介导的抗病信号途径，而防御半寄生和腐生型病源菌常常激活茉莉酸(JA)介导的抗病信号途径(Spoel et al., 2007)，同时相关的研究表明，水杨酸和茉莉酸抗病信号途径之间存在分子对话，而其中AtNPR1和AtWRKY70被认为在两条抗病信号途径之间的分子对话中发挥了枢纽的作用(Spoel et al., 2003)。

3 WRKY转录因子在植物抗非生物胁迫中的功能
植物在生长发育的过程中，不断地与周围环境相互作用，其一系列的生理活动不可避免会受到周围环境因素的影响，一方面周围环境对植物的生长发育造成一定的危害，同时植物为了适应周围的环境因子，会形成一系列的防御机制。在非生物胁迫应答过程中，WRKY超级家族发挥十分关键的角色，然而对WRKY超家族在非生物胁迫应答中的功能研究远没有其在生物胁迫应答过程中的功能研究透彻，其中的原因可能是由于没有合适的突变体及其功能冗余。

植物受到的逆境胁迫因子主要包括高温、低温、干旱、盐碱、缺素等，在利用基因芯片技术和Northern印迹技术对水稻、拟南芥模式植物的研究中发现，水稻和拟南芥的WRKY基因受到高温、低温、干旱、盐碱、缺素等非生物逆境胁迫因子的诱导表达，从而说明WRKY转录因子在调控植物逆境胁迫应答过程中发挥了十分重要的功能。当然有一些WRKY转录因子同时受到几种非生物逆境胁迫因子的诱导表达，比如:对模式植物拟南芥的研究发现，转录因子AtWRKY25、AtWRKY40、AtWRKY28和AtWRKY70同时受到冷害、盐害逆境胁迫的诱导表达；在对重金属污染治理模式植物遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)的TcWRKY53基因的研究中也发现该基因同时受盐害、冷害和渗透胁迫的诱导表达(Wei et al., 2008; Xiong and Zhu, 2002; Wildermuth et al., 2001; Wang et al., 2007)。

高温、低温、干旱、盐碱、缺素等非生物逆境胁迫因子及病源微生物作用于植物时，都会在一定的程度上产生活性氧(reactive oxygen species, ROS)，通过活性氧从而对植物体产生氧化损伤，产生的氧化损伤主要包括对蛋白质、质膜及其它细胞结构的损伤，一些活性氧能够充当信号分子，在病源体或非生物逆境胁迫因子的初始侵袭时传递相关信号，从而激发相关防御基因的高效表达，迅速启动一系列的防御机制。最近几年的研究表明WRKY基因家族中的一些成员受到了活性氧的诱导表达，相关的WRKY基因可能参与了活性氧的清除过程。Gadjev等(2006)通过Microarray技术对AtWRKY6和AtWRKY75进行研究发现，在氧化胁迫的过程中，AtWRKY6和AtWRKY75均不同程度的受活性氧诱导表达，臭氧处理抑制AtMPK6的转基因植株的遗传学研究表明AtMPK6和AtMPK3都参与了ROS诱导的信号转导途径(Magome et al., 2004)。此外通过基因芯片技术对抗坏血酸过氧化物酶基因APX1的研究表明，APX1敲除后两锌指蛋白质Zat7、Zat12和AtWRK- Y25表达水平均显著提高(Pnueli et al., 2002)。

4展望
WRKY转录因子参与了植物的多种生物胁迫和非生物胁迫的逆境应答过程，在逆境胁迫应答信号转导的过程中发挥了十分重要的功能。近来的研究主要集中在对模式植物拟南芥、水稻相关成员的基因克隆、结构分析、蛋白表达及其功能鉴定上，而对于其在逆境胁迫应答信号途径网络系统中的定位及其对上下游靶标基因的调控，WRKY基因在对植物逆境胁迫应答与对植物激素应答的交叉调控作用，WRKY家族各个成员之间的相互调控的研究还很少。相信随着分子生物学的发展，WRKY基因家族的研究将会进一步加深。

作者贡献
伍林涛负责论文资料收集及初稿的写作；杜才富负责综述的设计；张敏琴和周凌负责论文的校对与修改；韩宏仕是论文的负责人，指导论文的写作与修改。全体作者都阅读并同意最终的文本。

致谢
本研究由贵州省科技厅农业攻关项目黔科合NY字(2012)3033号和贵州省农业科学院研究生创新基金项目黔农科合(创新基金)2011018号共同资助。

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