8個(gè)玉米ZmDOFs基因?qū)Ψ巧锩{迫響應(yīng)的表達(dá)分析

賈利強(qiáng) 趙秋芳 陳曙

摘 ?要：轉(zhuǎn)錄因子家族是由含有鋅指結(jié)構(gòu)的DOF結(jié)構(gòu)域組成，構(gòu)成植物特有的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，在植物的生長發(fā)育進(jìn)程中諸如信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、形態(tài)建成、抵御環(huán)境脅迫等方面都發(fā)揮著重要的作用。本研究利用定量PCR技術(shù)，探測了8個(gè)ZmDOFs基因在玉米6個(gè)不同組織的表達(dá)模式，結(jié)果表明，8個(gè)ZmDOFs基因具有不同的組織特異性表達(dá)模式，4個(gè)主要在幼穗中表達(dá)，2個(gè)主要在雄花中表達(dá)，ZmDOF28主要在苞葉中表達(dá)，而ZmDOF38在多種組織中表達(dá)，表明在玉米進(jìn)化的進(jìn)程中8個(gè)ZmDOFs基因表達(dá)模式的保守性和特異性。鹽脅迫和干旱脅迫時(shí)，分別有7個(gè)和6個(gè)ZmDOFs基因受到明顯的誘導(dǎo)，表明ZmDOFs基因廣泛參與玉米應(yīng)答鹽脅迫或干旱脅迫響應(yīng)途徑。在銨態(tài)氮脅迫和硝態(tài)氮脅迫時(shí)，分別有7個(gè)和8個(gè)ZmDOFs基因的表達(dá)受到了明顯的改變，表明ZmDOFs基因參與玉米應(yīng)答氮脅迫響應(yīng)途徑，體現(xiàn)了在其歷史進(jìn)化進(jìn)程中的表達(dá)模式和功能的保守性與獨(dú)特性。本研究為后續(xù)研究ZmDOFs基因的功能提供了參考。

關(guān)鍵詞：DOF轉(zhuǎn)錄因子;進(jìn)化樹;組織表達(dá);非生物脅迫

中圖分類號：S513 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： The DNA-binding one finger （DOF） transcription factor family is a major family of plant-specific transcrip-tion factors containing the DOF domain. These transcription factors are involved in a variety of functions of importance for different biological processes in plants. In the current study， an overview of 8 DOFs genes in maize is presented， including the gene structure， chromosome location， phylogeny， proten motif and expression pattern in responses to various abiotic stresses. Expression patterns indicated that the eight ZmDOFs had tissue specific expression patterns， indicating these genes are crucial in maize growth and development. Moreover， we examined the transcriptional levels of the eight ZmDOFs under salt and PEG6000 stress treatments， seven ZmDOFs and six ZmDOFs were up-regulated after salt and PEG6000 treatment， respectively. We also analyzed the eight ZmDOFs profilling under ammonium and nitrate stress treatment， seven and eight ZmDOFs significantly responded to these two stresses， indicating they are associated with nitrogen stresses responses. The results would provide a very useful reference for the cloning and functional analysis of the members of this gene family in maize and other species.

Keywords： DOF transcription factor; phylogenetic tree; tissue expression; abiotic stress

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.05.006

DOF蛋白是含有保守的DOF結(jié)構(gòu)域的一類植物特有的轉(zhuǎn)錄因子。其保守的結(jié)構(gòu)域一般位于DOF蛋白的N端，由保守的52個(gè)氨基酸組成的含有C2-C2鋅指結(jié)構(gòu)的元件組成，能特異性地結(jié)合下游基因啟動子區(qū)域的保守元件5-T/AAAG-3來調(diào)控下游基因的表達(dá)[1]。DOF蛋白的C端一般有高度不保守具有調(diào)控基因表達(dá)的氨基酸序列組成[2]。第一個(gè)報(bào)道的DOF基因來自于玉米[3]，第一個(gè)報(bào)道DOFs基因家族的植物是擬南芥[4]。之后，植物DOFs基因家族在許多植物包括低等植物藻類或苔蘚中開展了研究[5]。相比較而言，高等植物編碼的DOFs基因數(shù)目增多。已報(bào)道的有擬南芥（36個(gè)）和水稻（30個(gè)）[4]、大麥（26個(gè)）[5]、小麥（96個(gè)）[6]、短柄草（27個(gè)）[7]、番茄（34個(gè)）[8]、大豆（28個(gè)）[9]、甘蔗（25個(gè)）[10]、白菜（76個(gè)）[11]、玉米（46個(gè)）[12]、馬鈴薯（35個(gè)）[13]，西瓜（36個(gè)）[14]，以及堅(jiān)果（25個(gè)）和蓖麻（24個(gè)）[15]。植物DOFs基因家族的廣泛研究為后續(xù)揭示DOFs基因的功能提供了基礎(chǔ)信息。

植物DOFs基因家族參與調(diào)控植物生長發(fā)育的諸多進(jìn)程，包括種子萌發(fā)和成熟、激素響應(yīng)等[16]。玉米的DOF1和DOF2通過調(diào)控磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）、谷氨酰胺合成酶（AS）以及谷氨酸合成酶等活性來參與碳氮代謝調(diào)控[17-18]。進(jìn)化樹分析結(jié)果顯示，植物DOF蛋白主要分成4個(gè)亞家族（A、B、C、D）[4]。D亞家族中的植物DOF蛋白作為細(xì)胞周期調(diào)控因子，通過節(jié)律性地調(diào)控CONSTANS（CO）和FLOW?E-RING LOCUS T（FT）基因的表達(dá)來影響光周期誘導(dǎo)的植物開花[19]。一些研究表明，番茄的CDFs蛋白作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子還有其他的一些功能。在擬南芥中超表達(dá)番茄SICDF1和SICDF3會提高擬南芥的抗旱和抗鹽脅迫的能力[20]。另外在擬南芥中超表達(dá)SICDF3會延遲開花，表明CDFs蛋白在植物的抗逆性以及光周期誘導(dǎo)的植物開花等方面發(fā)揮著重要的作用。擬南芥的CDF3基因會被干旱、鹽、高低溫以及激素ABA等逆境脅迫誘導(dǎo)，超表達(dá)CDF3能提高植物的抗逆性[21]。這些研究結(jié)果增進(jìn)了對DOFs基因在植物中的生物學(xué)功能的認(rèn)識。

玉米是糧、經(jīng)、飼綜合利用為一體的高效益大田作物，對于保障我國糧食安全起著重要作用。玉米生長周期內(nèi)經(jīng)常遭受各種逆境脅迫，諸如干旱脅迫、鹽脅迫以及氮脅迫的影響，玉米產(chǎn)量不穩(wěn)定，常遭受重大損失，嚴(yán)重影響玉米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和糧食安全。因此研究玉米抵御各類逆境脅迫的分子生理機(jī)制顯得尤為迫切。本研究系統(tǒng)地研究了8個(gè)ZmDOFs基因應(yīng)答200 mmol/L NaCl、20% PEG6000脅迫以及氨態(tài)氮/硝態(tài)氮脅迫的響應(yīng)表達(dá)模式，為后續(xù)進(jìn)一步深入研究ZmDOFs的生物學(xué)功能提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

試驗(yàn)材料為玉米自交系B73?？俁NA提取采用Trizol試劑（Invitrogen， Carlsbad， CA， USA）。利用NanoDrop2000（Thermo?Scientific， Massa-chusetts， USA）進(jìn)行RNA濃度與純度測定。殘留的核酸用DNase I（TaKaRa， Tokyo， Japan）除去。cDNA第一鏈的合成用PrimeScriptTM RT試劑盒（TaKaRa）。獲得的cDNA進(jìn)行后續(xù)的熒光定量PCR（Light Cycler 480 System， Roche， Basel， Switzerland）。熒光染料用SYBR Premix Ex TaqTM kit （Roche， Mannheim， Germany）。

1.2 ?方法

1.2.1 ?處理方法 ?為了探測8個(gè)ZmDOFs基因在玉米不同組織器官的表達(dá)模式，玉米B73自交系種植于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米育種基地（廣東湛江），生長至揚(yáng)花授粉期，分別采集玉米的根系、莖、葉、雄花、授粉2周的幼穗和苞葉等組織器官，立即進(jìn)行液氮冷凍處理保存。對于脅迫試驗(yàn)，玉米B73種子經(jīng)過5%次氯酸鈉溶液表面消毒5 min，放于浸潤的濾紙上在黑暗28 ℃下催芽，挑選出芽一致的種子在Holland營養(yǎng)液中置于生長箱中生長至3葉期，生長箱設(shè)定條件為長日照（16 h光照，28 ℃;8 h黑暗，25 ℃），然后進(jìn)行各種脅迫處理。正常營養(yǎng)液中生長至15 d后選擇生長整齊一致的玉米3葉期幼苗分別轉(zhuǎn)移至200 mmol/L NaCl溶液中進(jìn)行鹽脅迫處理，轉(zhuǎn)移至20% PEG6000溶液中模擬干旱脅迫處理，轉(zhuǎn)移至硝態(tài)氮或銨態(tài)氮缺乏的營養(yǎng)液中進(jìn)行不同氮形態(tài)缺乏脅迫處理，分別在脅迫處理0、1、6、24 h后取葉片，快速液氮保存，備用。

1.2.2 ?RNA的提取及定量PCR分析 ?取0.1 g嫩葉組織，用Trizol試劑對總RNA進(jìn)行提取。逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，進(jìn)行后續(xù)的熒光定量分析。擴(kuò)增體系為10 μL體系：1 μL cDNA、上下游引物各1 μL、SYBR反應(yīng)MIX為5、2 μL水。設(shè)定的PCR程序?yàn)?5 ℃ 30 s;95 ℃ 5 s;60 ℃ 20 s;72 ℃ 10 s;共循環(huán)45個(gè)。玉米Actin 1（GRMZM?2?G?126010）用作內(nèi)參。用于進(jìn)行定量分析8個(gè)基因的引物序列見表1。反應(yīng)結(jié)束后分析熒光值變化曲線及熔解曲線，并采用2?CT算法計(jì)算基因的相對表達(dá)量[22]。

1.2.3 ?8個(gè)ZmDOFs的生物信息學(xué)分析 ?36個(gè)擬南芥DOFs和8個(gè)玉米DOFs的蛋白和核酸序列從TAIR（https：//www.arabidopsis.org/）和Phyt?oz?o???me（https：//jgi.doe.gov/data-and-tools/phytozome/）數(shù)據(jù)庫下載。利用Pfam和SMART（http：//smart. embl-heidelberg.de/）檢測候選蛋白結(jié)構(gòu)域，獲得擬南芥和玉米的DOF蛋白序列。利用ProtParam （http：//expasy.org/tools）在線工具對8個(gè)ZmDOFs蛋白進(jìn)行理化性質(zhì)分析。使用在線軟件MAFFT（https：//mafft.cbrc.jp/alignment/software/）進(jìn)行多序列比對。利用在線軟件MEME（http：//meme- suite.org/tools/meme）對ZmDOFs保守基序元件進(jìn)行分析。利用軟件MEGA 7（http：//www.ma-gasoftware.net/）中的NJ（neighbor-joining）法對DOF蛋白進(jìn)行進(jìn)化樹分析，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹。進(jìn)化樹分析參數(shù)設(shè)定為p-distance方法，bootstrap值設(shè)定為1000，其他選項(xiàng)采用默認(rèn)設(shè)置。根據(jù)這8個(gè)ZmDOF基因在玉米染色體上的位置，利用Mapinspect繪制其在染色體上的分布（http：// www.plantbreeding.wur.nl/uk/software-mapinspect.html）。下載8個(gè)ZmDOFs基因的CDS和基因組序列，利用在線軟件GSDS 2.0（http：//gsds.cbi. pku.edu.cn）進(jìn)行內(nèi)含子-外顯子基因結(jié)構(gòu)分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?8個(gè)ZmDOFs的生物信息學(xué)分析

8個(gè)ZmDOFs分布于5條染色體上，其中Chr1有3個(gè)ZmDOFs，Chr5有2個(gè)，Chr 2、Chr 3和Chr 7上各含有1個(gè)（圖1A）。8個(gè)ZmDOFs氨基酸數(shù)目為231～379，對應(yīng)的Mw值為23.66～ 39.03 kDa。pI值為7.63～10.4。8個(gè)基因的基本信息見表2。為了更好地理解8個(gè)ZmDOFs的結(jié)構(gòu)特征，利用在線軟件GSDS 2.0，用基因組序列和cDNA序列進(jìn)行比對，繪制基因的外顯子和內(nèi)含子的位置，結(jié)果顯示3個(gè)ZmDOFs含有1個(gè)內(nèi)含子，而其他5個(gè)ZmDOFs沒有內(nèi)含子（圖1B），表明這5個(gè)基因可能是通過轉(zhuǎn)座機(jī)制獲得的新基因。ZmDOF8和ZmDOF30以及ZmDOF10和ZmDOF28由片段復(fù)制機(jī)制形成（圖1C）。8個(gè)ZmDOFs和擬南芥36個(gè)AtDOFs構(gòu)成的蛋白序列數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行進(jìn)化樹分析，結(jié)果表明（圖1D），8個(gè)ZmDOFs分布于3個(gè)亞家族Group Ⅰ、Group Ⅱ和Group Ⅲ。其中Group Ⅰ中有4個(gè)ZmDOFs，而另2個(gè)亞家族各含有2個(gè)ZmDOFs，說明各家族內(nèi)發(fā)生了不同的基因擴(kuò)增或缺失進(jìn)化歷程。

2.2 ?8個(gè)ZmDOFs的結(jié)構(gòu)域分析

為了探測8個(gè)ZmDOFs功能蛋白基序的分布情況，利用在線軟件MEME預(yù)測了功能基序的分布，鑒定了6個(gè)Motifs（圖2A）。6個(gè)Motifs在8個(gè)基因中的分布情況見圖2B。Motif1存在于所有8個(gè)ZmDOFs蛋白的N端，是構(gòu)成DOF結(jié)構(gòu)域的核心蛋白基序。其他的基序分布于部分ZmDOFs蛋白中。位于同一家族的ZmDOF 蛋白具有類似的基序分布模式，例如ZmDOF8和ZmDOF30都只有保守的Motif1，Group Ⅲ中的ZmDOF10和ZmDOF28都含有Motif1、Motif3、Motif5和Motif6 四個(gè)基序。不同蛋白家族中含有不同的基序分布模式預(yù)示著在ZmDOF進(jìn)化歷程中功能分化的來源。

2.3 ?8個(gè)ZmDOFs的組織特異表達(dá)分析

為了檢測8個(gè)ZmDOFs在玉米不同組織器官中的表達(dá)模式，為揭示其生物學(xué)功能提供信息，利用定量PCR技術(shù)探測了在玉米根（R）、莖（S）、葉（L）、花（F）、授粉15 d的小穗（E）和苞葉（CB）等不同組織的表達(dá)模式（圖3）。8個(gè)ZmDOFs具有明顯的組織特異性表達(dá)模式。其中4個(gè)ZmDOFs（ZmDOF6、ZmDOF8、ZmDOF10和ZmDOF15）主要在授粉15 d的幼穗中表達(dá)，呈現(xiàn)明顯的組織特異性表達(dá)模式。ZmDOF6、ZmDOF8、ZmDOF10和ZmDOF15在幼穗中的表達(dá)豐度分別是根部的87 278、113、42、7倍，表明這4個(gè)基因在幼穗的生長發(fā)育進(jìn)程中發(fā)揮著重要的作用。ZmDOF16和ZmDOF30主要在雄花中表達(dá)，其表達(dá)豐度分別是根部的342倍和34倍。ZmDOF28主要在苞葉中表達(dá)，其豐度是根部的27倍。ZmDOF38呈組成性表達(dá)模式。結(jié)果表明，8個(gè)ZmDOFs在玉米幼穗、雄花和苞葉的生長發(fā)育進(jìn)程中發(fā)揮著重要的作用，也表明在其進(jìn)化歷程中，8個(gè)ZmDOFs的表達(dá)模式和蛋白功能具有保守性和分化性。

2.4 ?8個(gè)ZmDOFs對鹽和干旱脅迫的響應(yīng)模式

為了研究8個(gè)ZmDOFs在玉米應(yīng)答鹽和干旱等脅迫時(shí)的響應(yīng)表達(dá)模式，用200 mmol/L NaCl和20% PEG6000分別模擬鹽脅迫和干旱脅迫，分別在處理玉米3葉期幼苗0、1、6、24 h時(shí)，取樣并利用定量PCR技術(shù)檢測了8個(gè)ZmDOFs的響應(yīng)表達(dá)模式（圖4）。在鹽脅迫條件下，ZmDOF15沒有發(fā)生明顯的變化，其余7個(gè)ZmDOFs的表達(dá)在脅迫處理的1 h發(fā)生明顯的誘導(dǎo)增強(qiáng)，其中ZmDOF10表現(xiàn)最為明顯，其表達(dá)豐度增加了45倍，其他的增加幅度在2～4倍之間，表明這些基因?yàn)辂}脅迫早期響應(yīng)基因，在抵御鹽脅迫的響應(yīng)途徑中發(fā)揮作用。在整個(gè)鹽脅迫進(jìn)程中，ZmDOF6的表達(dá)逐漸增強(qiáng)，在24 h時(shí)達(dá)到高峰，預(yù)示著ZmDOF6在參與玉米應(yīng)答鹽脅迫的響應(yīng)途徑中所發(fā)揮的生物學(xué)功能與其他的ZmDOFs有異。在干旱脅迫處理時(shí)，ZmDOF6和ZmDOF28沒有發(fā)生明顯的變化，表明這2個(gè)基因可能不參與干旱脅迫途徑。其他6個(gè)ZmDOFs基因在干旱脅迫處理1 h時(shí)發(fā)生了明顯的誘導(dǎo)，ZMDOF16的表達(dá)水平提高了46倍，并且一直維持到脅迫處理結(jié)束，表明這些基因是干旱脅迫早期響應(yīng)基因，參與應(yīng)答干旱脅迫響應(yīng)途徑。

2.5 ?8個(gè)ZmDOFs對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮脅迫的響應(yīng)模式

由圖5可知，在氨態(tài)氮脅迫處理1 h時(shí)，有4個(gè)基因（ZmDOF8、ZmDOF10、ZmDOF16和ZmDOF30）受到氨態(tài)氮脅迫的明顯誘導(dǎo)，其中ZmDOF16的表達(dá)增強(qiáng)10倍以上，并且一直持續(xù)到試驗(yàn)結(jié)束，表明這4個(gè)基因是參與玉米應(yīng)答氨態(tài)氮脅迫時(shí)的早期響應(yīng)基因，在早期參與調(diào)控玉米應(yīng)答銨態(tài)氮脅迫途徑。有3個(gè)基因（ZmDOF6、ZmDOF15和ZmDOF38）在脅迫處理的后期才出現(xiàn)明顯的誘導(dǎo)，表明這3個(gè)基因?yàn)橥砥陧憫?yīng)基因。而ZmDOF28的表達(dá)在整個(gè)脅迫處理過程中沒有出現(xiàn)明顯的變化，表明該基因可能不參與氨態(tài)氮脅迫響應(yīng)途徑。研究表明，8個(gè)ZmDOFs基因廣泛地參與調(diào)控玉米應(yīng)答氨態(tài)氮脅迫的響應(yīng)途徑，同時(shí)在其進(jìn)化歷程中表現(xiàn)出不同的表達(dá)模式，在調(diào)控氨態(tài)氮脅迫途徑上功能多樣。硝態(tài)氮脅迫處理時(shí)，8個(gè)ZmDOFs的表達(dá)模式可分為2大類。有4個(gè)基因（ZmDOF6、ZmDOF15、ZmDOF28和ZmDOF38）從脅迫處理開始時(shí)一直下調(diào)，在脅迫試驗(yàn)結(jié)束時(shí)下調(diào)了至少10倍，表明這4個(gè)基因在硝態(tài)氮脅迫響應(yīng)途徑中可能起負(fù)調(diào)控作用。另外4個(gè)基因（ZmDOF8、ZmDOF10、ZmDOF16和ZmDOF30）在處理1 h時(shí)表達(dá)明顯上調(diào)，例如ZmDOF8、ZmDOF16和ZmDOF30分別上調(diào)了34、42、43.5倍，之后其表達(dá)逐漸下降，到試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，其表達(dá)受到抑制，例如ZmDOF10在24 h的表達(dá)豐度只有處理前的5%。研究表明，8個(gè)ZmDOFs都參與了調(diào)控硝態(tài)氮脅迫響應(yīng)途徑，并且發(fā)揮著不同的作用。

3 ?討論

進(jìn)化樹蛋白家族成員起源相同，在蛋白序列、基因結(jié)構(gòu)和功能基序上高度相似，同時(shí)在表達(dá)模式和蛋白功能上往往體現(xiàn)了保守中的多樣性。Group Ⅰ中有4個(gè)基因，其中ZmDOF8和ZmDOF30聚合在一起，ZmDOF15和ZmDOF38聚合在一起。ZmDOF8和ZmDOF30的表達(dá)模式都具有高度的組織特異性，體現(xiàn)了基因的保守性，前者主要在幼穗中表達(dá)，而后者主要在苞葉中表達(dá)，表達(dá)模式出現(xiàn)了分化，體現(xiàn)了基因的特異性。這一特點(diǎn)在Group Ⅱ和Group Ⅲ中也有體現(xiàn)，說明ZmDOFs在進(jìn)化進(jìn)程中的保守性和特異性（或者說分化）的統(tǒng)一。這一特點(diǎn)在不同物種間表現(xiàn)得更加明顯。Group Ⅱ家族中的成員ZmDOF6和ZmDOF16都是特異表達(dá)基因，體現(xiàn)了基因進(jìn)化的保守性，前者在幼穗中表達(dá)，而后者在雄花中表達(dá)，表達(dá)模式出現(xiàn)了分化。同一家族成員擬南芥At1G28310調(diào)控細(xì)胞分裂周期，主要是在分生組織部位表達(dá)[23]。Group Ⅲ有3個(gè)成員（ZmDOF10、ZmDOF28和At5G65590），ZmDOF10和ZmDOF28表達(dá)具有組織特異性，而擬南芥At5G65590主要參與調(diào)控氣孔形態(tài)建成，其表達(dá)主要集中在葉片中[24]。這些數(shù)據(jù)表明在進(jìn)化歷程中，這些基因的表達(dá)模式都出現(xiàn)了分化，可以預(yù)測其蛋白功能也發(fā)生了分化。亞家族Group Ⅰ中的ZmDOF10和ZmDOF30，Group Ⅲ中的ZmDOF8和ZmDOF30分別位于玉米染色體的同源序列區(qū)域，表明這2對基因是通過片段復(fù)制形成[25-26]。

近年來，許多研究表明植物DOFs基因家族參與調(diào)控植物的抗逆性。逆境脅迫會改變植物DOFs的表達(dá)模式，表明植物DOFs在植物抗逆性中的作用。辣椒DOFs應(yīng)答不同逆境脅迫時(shí)呈現(xiàn)不同的表達(dá)模式[27]。香蕉DOFs對鹽和干旱脅迫的表達(dá)模式有異，在整個(gè)脅迫處理期間，大部分受到鹽和干旱脅迫的抑制，只有MaDOF23和MaDOF52受到誘導(dǎo)上調(diào)[28]。SICDFs同時(shí)受到鹽和PEG6000的強(qiáng)烈誘導(dǎo)，特別是SICDF2和SICDF4在脅迫處理24 h時(shí)達(dá)到最高峰[20]。SICDF3同時(shí)受到鹽、干旱或者溫度脅迫的強(qiáng)烈誘導(dǎo)，似乎SICDF3受逆境脅迫的誘導(dǎo)具有普遍性，而與受脅迫的類型無關(guān)[21]。Chen等[12]研究結(jié)果表明，ZmDOF16受到鹽脅迫的強(qiáng)烈誘導(dǎo)，比對照上調(diào)了25倍，而對干旱脅迫不敏感，ZmDOF6同時(shí)受到鹽脅迫和PEG6000脅迫的強(qiáng)烈誘導(dǎo)。而在本研究中，ZmDOF16受鹽脅迫上調(diào)了3.88倍，受PEG6000脅迫誘導(dǎo)上調(diào)了接近50倍，而ZmDOF6只受到鹽脅迫的強(qiáng)烈誘導(dǎo)，上調(diào)了近30倍，對PEG6000脅迫響應(yīng)不敏感。這2種結(jié)果的差異可能是由于試驗(yàn)方法的差異，本研究中用的是三葉期的玉米幼苗，而前人的研究中沒有說明試驗(yàn)材料的苗齡，另一方面前人的干旱脅迫試驗(yàn)用的是水培玉米苗離體自然干旱，本研究的是PEG6000模擬干旱，以及NaCl的濃度差異和取樣時(shí)間的差異等。

氮素是植物生長發(fā)育必需元素之一，闡述植物氮高效吸收利用的分子生理調(diào)控機(jī)制是選育資源友好型新品種的基礎(chǔ)工作。近年來，一些研究表明DOFs參與調(diào)控植物碳氮代謝平衡[29]。ZmDOF1可以促進(jìn)擬南芥、馬鈴薯或水稻對土壤中氮素的吸收[17-18]。小麥TaDOF1的超量表達(dá)可促進(jìn)谷氨酰胺合成酶和谷氨酸酶的表達(dá)，進(jìn)而影響了小麥的氮利用效率[30]。水稻OsDOF18通過影響氨氮的運(yùn)輸和氮的分布，進(jìn)而影響植物對氮素的使用效率[29]。番茄CDF3過量表達(dá)會促進(jìn)氮同化進(jìn)程[20]。這些基因的表達(dá)模式也同時(shí)受到氮脅迫的改變。茶樹CDF1受到氮饑餓的明顯誘導(dǎo)[31]。水稻DOF18受到銨態(tài)氮脅迫的誘導(dǎo)，而受到硝態(tài)氮的抑制，表現(xiàn)出相反的作用[20]。小麥DOF1也受到氮脅迫的明顯誘導(dǎo)。本研究結(jié)果和前人的大多一致，例如8個(gè)ZmDOFs對銨態(tài)氮脅迫大部分受到明顯的誘導(dǎo)，而一部分ZmDOFs的表達(dá)受到硝態(tài)氮脅迫的抑制，表明玉米DOFs應(yīng)答不同氮形態(tài)脅迫時(shí)的保守性和多樣性，提示ZmDOFs廣泛地參與調(diào)控玉米氮素代謝平衡并發(fā)揮著各自獨(dú)特的作用。

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責(zé)任編輯：謝龍蓮