Abstract In plants, WRKY transcription factors (TFs) regulate a number of biological processes and responses to biotic and abiotic stresses. In this study, we used a reverse-genetic approach (virus-induced gene silencing) to unveil the role of tomato WRKY81 in drought tolerance. When non-silenced control (TRV:TRV) and SlWRKY81-silenced plants were grown in 30 % and 15 % substrate water content (SWC) for 7 days, TRV:TRV plants, but not SlWRKY81-silenced plants, showed severe wilting phenotype, which was closely associated with increased transcript abundance of SlWRKY81 in TRV:TRV plants compared with that in SlWRKY81-silenced plants. Although the concentrations of proline drastically increased in response to water deficit in both genotypes, the leaf proline content in SlWRKY81-silenced plants under 15 % SWC was significantly higher than that in TRV:TRV plants. The transcript levels of proline biosynthetic gene SlP5CS1 encoding delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS) were consistent with the changes in the proline contents under different SWC in TRV:TRV and TRV:SlWRKY81 plants. Inspection of 2-kb sequences upstream of the predicted translational start sites of the SlP5CS1 identified two copies of the core W-box (TTGACC/T) sequence in the promoter of SlP5CS1, which correlates well with the expression of SlP5CS1 in response to water deficit, indicating a possible target of SlWRKY81 transcription factor. Taken together, our results suggest that SlWRKY81 acts as a repressor of SlP5CS1 transcription and thus reduces proline biosynthesis to abate drought tolerance in tomato plants.

中文翻译：

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SlWRKY81 通过减弱番茄中脯氨酸的生物合成来降低耐旱性

摘要 在植物中，WRKY 转录因子 (TFs) 调节许多生物过程以及对生物和非生物胁迫的反应。在这项研究中，我们使用反向遗传方法（病毒诱导的基因沉默）来揭示番茄 WRKY81 在耐旱中的作用。当非沉默对照 (TRV:TRV) 和 SlWRKY81 沉默的植物在 30% 和 15% 的底物含水量 (SWC) 中生长 7 天时，TRV:TRV 植物，而不是 SlWRKY81 沉默的植物，表现出严重的萎蔫表型，与 SlWRKY81 沉默的植物相比，这与 TRV:TRV 植物中 SlWRKY81 转录本丰度的增加密切相关。尽管两种基因型中脯氨酸的浓度都因水分不足而急剧增加，但 SlWRKY81 沉默植物在 15% SWC 下的叶脯氨酸含量显着高于 TRV：TRV 植物。编码delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS)的脯氨酸生物合成基因SlP5CS1的转录水平与TRV:TRV和TRV:SlWRKY81植物不同SWC下脯氨酸含量的变化一致。检查 SlP5CS1 预测翻译起始位点上游的 2-kb 序列，确定了 SlP5CS1 启动子中核心 W-box (TTGACC/T) 序列的两个副本，这与 SlP5CS1 响应缺水的表达密切相关，表明 SlWRKY81 转录因子的可能靶点。总之，我们的结果表明 SlWRKY81 充当 SlP5CS1 转录的阻遏物，从而减少脯氨酸生物合成以降低番茄植物的耐旱性。编码delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS)的脯氨酸生物合成基因SlP5CS1的转录水平与TRV:TRV和TRV:SlWRKY81植物不同SWC下脯氨酸含量的变化一致。检查 SlP5CS1 预测翻译起始位点上游的 2-kb 序列，确定了 SlP5CS1 启动子中核心 W-box (TTGACC/T) 序列的两个副本，这与 SlP5CS1 响应缺水的表达密切相关，表明 SlWRKY81 转录因子的可能靶点。总之，我们的结果表明 SlWRKY81 充当 SlP5CS1 转录的阻遏物，从而减少脯氨酸生物合成以降低番茄植物的耐旱性。编码delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS)的脯氨酸生物合成基因SlP5CS1的转录水平与TRV:TRV和TRV:SlWRKY81植物不同SWC下脯氨酸含量的变化一致。检查 SlP5CS1 预测翻译起始位点上游的 2-kb 序列，确定了 SlP5CS1 启动子中核心 W-box (TTGACC/T) 序列的两个副本，这与 SlP5CS1 响应缺水的表达密切相关，表明 SlWRKY81 转录因子的可能靶点。总之，我们的结果表明 SlWRKY81 充当 SlP5CS1 转录的阻遏物，从而减少脯氨酸生物合成以降低番茄植物的耐旱性。SlWRKY81 植物。检查 SlP5CS1 预测翻译起始位点上游的 2-kb 序列，确定了 SlP5CS1 启动子中核心 W-box (TTGACC/T) 序列的两个副本，这与 SlP5CS1 响应缺水的表达密切相关，表明 SlWRKY81 转录因子的可能靶点。总之，我们的结果表明 SlWRKY81 充当 SlP5CS1 转录的阻遏物，从而减少脯氨酸生物合成以降低番茄植物的耐旱性。SlWRKY81 植物。检查 SlP5CS1 预测翻译起始位点上游的 2-kb 序列，确定了 SlP5CS1 启动子中核心 W-box (TTGACC/T) 序列的两个副本，这与 SlP5CS1 响应缺水的表达密切相关，表明 SlWRKY81 转录因子的可能靶点。总之，我们的结果表明 SlWRKY81 充当 SlP5CS1 转录的阻遏物，从而减少脯氨酸生物合成以降低番茄植物的耐旱性。表明 SlWRKY81 转录因子的可能靶点。总之，我们的结果表明 SlWRKY81 充当 SlP5CS1 转录的阻遏物，从而减少脯氨酸生物合成以降低番茄植物的耐旱性。表明 SlWRKY81 转录因子的可能靶点。总之，我们的结果表明 SlWRKY81 充当 SlP5CS1 转录的阻遏物，从而减少脯氨酸生物合成以降低番茄植物的耐旱性。