葉片是植物進行光合作用的重要器官，在植物生長發育過程中起重要作用。植物的葉片衰老是一種程序性細胞死亡，在這段時期内，植物在成熟葉片中積累的物質，将被分解并運送至植物其他生長旺盛的部位。對于大多數農作物，葉片衰老引起光合作用減退，将極大程度地抑制作物産量潛力的發揮，對園藝植物和新選的飼料植物也會造成嚴重的經濟損失。因此，本工作探尋和發掘五大農作物之一的高粱的葉片衰老相關基因，并對其調控機制做了進一步研究。
我們通過生物信息學分析發現了乙烯合成通路關鍵成員ETHYLENE-INSENSITIVE 3 (EIN3) 的下遊靶基因SbWRKY50。在黑暗誘導以及自然衰老的葉片中，SbWRKY50表達量急劇下降，表明乙烯通路下遊基因SbWRKY50可能與葉片衰老相關。在高粱中超表達SbWRKY50會顯著延緩植株衰老，而通過CRISPR/Cas9系統敲除SbWRKY50後會加速衰老。
進一步研究表明，SbWRKY50通過調控葉綠素降解途徑的多個關鍵成員影響葉片衰老。SbWRKY50通過與表觀遺傳PRC1複合體中的SbBMI1A互作，進而招募PRC1引起葉綠素降解途徑關鍵基因上的組蛋白H2Aub富集，從而抑制葉綠素降解途徑，延緩高粱衰老。同時，我們的研究發現PRC1通過葉綠素降解途徑調控葉片衰老的分子機制在高等植物中是保守的。
bWRKY50超表達高粱(SbOE-1, SbOE-5)、SbWRKY50敲除高粱(W50 KO)與野生型相比的植株衰老表型以及相關調控機制。
葉片衰老與植物産量密切相關，充分研究葉片衰老機理對于提高農作物産量，滿足人們的需求具有重要意義。
該研究相關成果以“Ethylene-responsive SbWRKY50 suppresses leaf senescence by inhibition of chlorophyll degradation in sorghum”為題于2023年1月22日在線發表于New Phytologist雜志 (https://doi.org/10.1111/nph.18757)。伟徳国际官网登录入口生科院博士後陳炜為該論文的第一作者，伟徳国际官网登录入口生科院孫博教授為該論文的通訊作者。該研究工作得到了中央高校基本科研業務費等項目的資助，在此一并緻謝！