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    鴨茅bZIP 基因家族鑒定及非生物脅迫表達(dá)模式

    2023-12-11 10:09:26馬茜茜金獻(xiàn)垚陳雪松王小珊黃琳凱
    草業(yè)科學(xué) 2023年11期
    關(guān)鍵詞:鴨茅寶興亞族

    馬茜茜,張 歡,朱 杰,金獻(xiàn)垚,陳雪松,陳 濤,鄔 曉,王小珊,黃琳凱

    (四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科技學(xué)院, 四川 成都 611130)

    轉(zhuǎn)錄因子(transcription factor,TF)別稱為反式作用因子,在生物體內(nèi),它是一類調(diào)節(jié)基因表達(dá)的蛋白,可與真核基因上游啟動子區(qū)域中的特殊DNA序列(順式作用元件)特異結(jié)合,從而激活或抑制相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄[1]。堿性亮氨酸拉鏈(basic leucine zipper,bZIP)轉(zhuǎn)錄因子是廣泛分布于真核生物中的保守調(diào)節(jié)蛋白,在植物、動物、人、微生物中均有發(fā)現(xiàn)[2]。其由約20 個氨基酸的堿性結(jié)構(gòu)域(basic region)與亮氨酸拉鏈二聚體結(jié)構(gòu)域(leucine zipper)組成,前者包含N-x7-R/K 結(jié)構(gòu),可結(jié)合特異DNA 序列;后者參與寡聚化并與堿性結(jié)構(gòu)域緊密結(jié)合,亮氨酸分布在每7 個氨基酸的第7 位的特定位置[3]。目前許多物種的bZIP 轉(zhuǎn)錄因子已被鑒定和分析,如擬南芥(Arabidopsis thaliana)中鑒定出75 個bZIP 轉(zhuǎn)錄因子[3],水稻(Oryza sativa)中有89 個[4],玉米(Zea mays)中有125 個[5],高粱(Sorghum bicolor)中有92 個[6],大豆(Glycine max)中有131 個[7]等。

    鴨茅(Dactylis glomerata)又稱果園草或雞腳草,為禾本科鴨茅屬,起源于歐洲、北非等地[8],廣泛分布于世界各地[9]。作為世界四大重要經(jīng)濟禾本科牧草之一,不僅葉量豐富、產(chǎn)量高,而且營養(yǎng)價值高、適口性好,還具有較強的耐陰、耐旱和越冬能力,可用于放牧、調(diào)制青貯飼料和干草等[10-11]?;谖覈F(xiàn)有土地資源和現(xiàn)存生態(tài)環(huán)境問題,通常將牧草種植于邊際土地,而邊際土地容易受到貧瘠、干旱、澇害、寒冷等不良環(huán)境因素的影響[12],致使牧草品質(zhì)和產(chǎn)量降低。因此,牧草抗逆方面的研究至關(guān)重要。

    植物在生長發(fā)育過程中會受到許多不利外界環(huán)境條件的影響,包括高溫、干旱、鹽害、寒冷等。bZIP轉(zhuǎn)錄因子基因家族具有強大的生物學(xué)功能,不僅參與植物生長發(fā)育過程,而且可以通過CACGTC (C 盒)、TACGTA (A 盒)、CACGTG (G 盒)等順式作用元件與受脫落酸(abscisic acid,ABA)誘導(dǎo)的靶基因結(jié)合[13],從而激活下游相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄使植物更好地抵御不利外界環(huán)境條件。研究表明,過表達(dá)OsbZIP71的水稻植株可以提高其抵抗干旱和鹽脅迫的能力[14];在擬南芥中過表達(dá)小麥(Triticum aestivum)TabZIP60基因,植株更耐熱、抗旱[15-16];Gao 等[17]也發(fā)現(xiàn),bZIP類轉(zhuǎn)錄因子可能與植物響應(yīng)高溫脅迫有關(guān)。但目前尚缺乏關(guān)于鴨茅bZIP基因家族的研究,因此對鴨茅bZIP基因家族進(jìn)行鑒定和分析,同時進(jìn)一步探究其在干旱和熱脅迫下的表達(dá)模式,初步了解其在抗逆性方面的調(diào)控作用,為深入研究鴨茅bZIP基因的功能提供一定的理論和實踐基礎(chǔ),對于其他植物的抗逆研究也具有一定的參考價值。

    1 材料與方法

    1.1 數(shù)據(jù)來源

    擬南芥和鴨茅基因組數(shù)據(jù)分別從Ensembl Plants (https://plants.ensembl.org/index.html)下載和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草課題組測序[18]獲得。

    1.2 鴨茅基因組中bZIP 基因家族成員的鑒定和染色體定位

    使用HMMER 3.3.2 軟件(http://www.hmmer.org/),從Pfam (https://pfam.xfam.org/)數(shù)據(jù)庫中查詢bZIP保守域的Pfam 號(PF00170、PF07716),并下載其隱馬爾可夫模型,初步鑒定得到鴨茅bZIP基因,利用SMART 網(wǎng)站(http://smart.embl-heidelberg.de/)驗證鑒定出的bZIP基因是否含有bZIP 保守結(jié)構(gòu)域,經(jīng)篩選得到候選基因?;邙喢┑幕蚪M注釋信息,使用在線軟件MapGene2Chrom (http://mg2c.iask.in/mg 2c_v2.0/)對候選DgbZIP基因的染色體定位圖進(jìn)行繪制。

    1.3 鴨茅bZIP 基因家族的系統(tǒng)發(fā)育分析

    使用MEGA 7.0[19]軟件中的ClustalW 工具對擬南芥(二倍體,2n= 10)、水稻(二倍體,2n= 24)和鴨茅(二倍體,2n= 14) bZIP 蛋白的氨基酸序列進(jìn)行多序列比對,參數(shù)設(shè)置為默認(rèn),生成.meg 文件;利用Phylogeny 工具采用鄰接法(neighbor joining,NJ)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹,評估方法為自舉法(bootstrap),數(shù)值設(shè)為1 000,其他參數(shù)使用系統(tǒng)默認(rèn)值。并利用iTOL(https://itol.embl.de/)在線網(wǎng)站進(jìn)行進(jìn)化樹的美化修飾。

    1.4 鴨茅bZIP 基因家族的理化性質(zhì)、保守基序和基因結(jié)構(gòu)分析

    使用在線工具Protparam (http://web.expasy.org/protparam/)預(yù)測候選bZIP 蛋白的物理化學(xué)性質(zhì)。通過MEME (https://meme-suite.org/meme/tools/meme)在線工具查詢候選bZIP 蛋白的保守氨基酸基序,重復(fù)次數(shù)設(shè)為任何,motif 數(shù)目設(shè)置為15,其余參數(shù)保持默認(rèn)值。最后通過TBtools v1.098696 軟件[20]將鴨茅DgbZIP基因的系統(tǒng)進(jìn)化樹、保守基序、基因結(jié)構(gòu)可視化并繪制三合一圖。

    1.5 鴨茅bZIP 基因的順式作用元件分析

    使用TBtools 軟件提取鴨茅bZIP基因CDS 序列上游2 000 bp 的啟動子序列,并利用Plant CARE(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/ht ml/)預(yù)測啟動子區(qū)域潛在的順式作用元件。

    1.6 非生物脅迫下鴨茅bZIP 基因的表達(dá)模式分析

    從四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草學(xué)系實驗室牧草課題組前期研究中收集了DgbZIP基因在不同組織和不同非生物脅迫下的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),包括‘寶興’鴨茅葉片和根干旱處理18 d[21]和‘寶興’(耐熱)和‘01998’(熱敏感)鴨茅熱脅迫10 和26 d[22]后DgbZIP基因的表達(dá)量數(shù)據(jù),從而分析bZIP基因在不同鴨茅品種、不同組織、脅迫處理不同時間下差異基因的表達(dá)情況并推測其相應(yīng)功能。若log2(FC) > 1 或 < -1,則認(rèn)為該基因顯著上調(diào)或下調(diào)并繪制DgbZIP基因的表達(dá)熱圖(P< 0.05)。

    1.7 qRT-PCR 驗證bZIP 基因脅迫誘導(dǎo)下的表達(dá)模式

    ‘寶興’鴨茅種子來自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科技學(xué)院草學(xué)系實驗室,遺傳背景一致。

    將栽種有‘寶興’鴨茅種子的白色塑料方盆置于植物生長室中培養(yǎng),生長環(huán)境設(shè)為白天23 ℃,光照16 h,夜晚18 ℃,黑暗8 h。待鴨茅長到三葉期時,選取長勢一致的幼苗進(jìn)行脅迫處理。利用20%的PEG-6000 浸根處理模擬干旱脅迫[23],以1/2 霍格蘭營養(yǎng)液為對照;40 ℃高溫模擬熱脅迫。分別在0、2、4、8、12、24、48 h 進(jìn)行取樣,每個處理3 個重復(fù),放于-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

    使用植物總RNA 提取試劑盒(美基生物科技有限公司,中國廣州)提取RNA,并用NanoDrop2000微量分光光度計和瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA 純度和完整性。然后用反轉(zhuǎn)錄試劑盒(莫納生物科技有限公司,中國武漢)反轉(zhuǎn)錄得到cDNA。將合成的cDNA 用ddH2O 稀釋10 倍,保存于-20 ℃冰箱中備用。利用Primer Premier 5 (http://www.premierbiosoft.com/primerdesign/)軟件設(shè)計熒光定量PCR 引物,擴增長度介于80~300 bp,并用本地BLAST 檢測引物特異性,具體引物序列如表1 所列。

    表1 熒光定量PCR 所用引物Table 1 Primers used for qRT-PCR analysis

    以反轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA 為模板,GAPDH為內(nèi)參基 因,Bio-RAD CFX Connet 儀 器 進(jìn) 行qRT-PCR 試驗,設(shè)置3 次技術(shù)重復(fù)??偡磻?yīng)體系為10 μL,包含1 μL cDNA,0.5 μL 上游引物,0.5 μL 下游引物,5 μL SYBR 酶,其余用ddH2O 補齊。PCR 反應(yīng)程序為95℃,30 s;95 ℃,10 s,60 ℃,30 s,40 個循環(huán)。采用2-ΔΔCt法評估基因相對表達(dá)水平的倍數(shù)差異,基因上調(diào)或下調(diào)1.5 倍以上被認(rèn)為是表達(dá)差異顯著(P< 0.05)。

    1.8 數(shù)據(jù)處理

    使用Excel 2016 整理數(shù)據(jù),SPSS 23 進(jìn)行單因素方差分析,運用GraphPad Prism 8.0 進(jìn)行繪圖。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 基因家族成員鑒定和染色體定位

    使用HMMER 3.3.2 軟件和結(jié)構(gòu)域預(yù)測網(wǎng)站SMART,共篩選了103 個鴨茅bZIP基因。按照染色體位置順序編號,將鴨茅bZIP基因依次命名為DgbZIP1~DgbZIP103。

    101 個bZIP基因全部定位在鴨茅的7 條染色體上,另外兩個(DgbZIP1、DgbZIP2)定位在兩個不同的Scaffolds 上(圖1)??偟膩碚f,101 個bZIP基因相對均勻地分布在鴨茅7 條染色體上,其中分布DgbZIP基因最多和最少的染色體分別是第4 條和第1 條染色體,分別有18 個bZIP基因(17.8%)和10 個bZIP基因(9.9%)。此外,不同DgbZIP基因在同一條染色體上分布的具體位置也有差異,如DgbZIP基因大多分布在2、5、6、7 號染色體的兩端,中部分布較少。

    圖1 鴨茅bZIP 基因的染色體定位Figure 1 Chromosomal locations of DgbZIP genes

    2.2 系統(tǒng)發(fā)育分析

    參照擬南芥[3]和水稻[4]bZIP基因家族的分類標(biāo)準(zhǔn),將103 個鴨茅bZIP基因分為11 個亞家族,即A~I(xiàn)、N 和S,每個亞家族包含的DgbZIP基因數(shù)目分別為12、3、6、14、6、3、10、3、11、8 和27 個(圖2)。

    圖2 鴨茅、擬南芥和水稻bZIP 基因系統(tǒng)發(fā)育分析Figure 2 Phylogenetic analysis of DgbZIPs, AtbZIPs, and OsbZIPs

    2.3 理化性質(zhì)分析

    鴨 茅 bZIP 蛋 白 的 氨 基 酸 數(shù) 目 從 129 個(DgbZIP65)到655 個(DgbZIP84)不等;分子量大小為14.19 (DgbZIP65)~70.32 kDa (DgbZIP84),等電點范圍介于4.47 (DgbZIP81)~11.49 (DgbZIP56)。

    2.4 保守基序和基因結(jié)構(gòu)分析

    使用MEME 5.3.0 程序預(yù)測候選bZIP 蛋白中的保守氨基酸基序,共搜索到15 個motif。大部分基因所編碼的蛋白中都有motif 1 或motif 2 (圖3),90.3%的bZIP 蛋白含有motif 1,82.5%的bZIP 蛋白含有motif 2。同一亞族的DgbZIP 蛋白含有相似的motif 組成和位置,不同亞族間存在差異。如I 亞族只含motif 1、motif 2 和motif 12;motif 1、motif 2、motif 13、motif 15分布于A 亞族;motif 1、motif 3、motif 4、motif 6、motif 8、motif 10、motif 14 分布于D 亞族;motif 2、motif 5、motif 7motif 9、motif 11 分布于N 亞族。某些保守基序具有特異性,如motif 15 特異性分布在A 亞族,只有D 亞族成員含有motif 4、motif 6、motif 8、motif 10、motif 14,只有I 亞族成員含有motif 12。

    圖3 鴨茅bZIP 基因進(jìn)化樹、motif、基因結(jié)構(gòu)三合一圖Figure 3 Phylogenetic relationships, motif pattern, and gene structure of DgbZIP genes in Dactylis glomerata

    鴨茅bZIP基因的外顯子數(shù)量及其長度變化較大,數(shù)量從1~13 個(DgbZIP16、DgbZIP76)不等,23 個bZIP基因(22.3%)無內(nèi)含子且大多集中分布于S 亞族。同一亞族內(nèi)的基因內(nèi)含子—外顯子結(jié)構(gòu)相似,如C 亞族bZIP基因均含有6 個外顯子、5 個內(nèi)含子;除DgbZIP28、DgbZIP39外,E 和I 亞族bZIP基因均含有4 個外顯子、3 個內(nèi)含子;D、G 亞族成員的外顯子和內(nèi)含子數(shù)量較多;S 亞族成員大多含有1~3個外顯子、無內(nèi)含子,同時也說明這些亞族較為保守。

    2.5 順式作用元件分析

    本研究利用Plant CARE 在線網(wǎng)站對103 個bZIP基因家族成員轉(zhuǎn)錄起始位點上游2 000 bp 的啟動子序列進(jìn)行分析,按照功能可將其分為光響應(yīng)元件、脅迫響應(yīng)元件以及與植物生長發(fā)育相關(guān)的元件三大類(圖4)。其中,光響應(yīng)元件主要有Sp1、G-box、G-Box、Box-4、GT1-motif 等;與脅迫相關(guān)的順式作用元件有ABRE (ABA 響應(yīng)元件)、ARE (厭氧誘導(dǎo)的反應(yīng)元件)、MBS (干旱誘導(dǎo)MYB 結(jié)合位點)、TCrich repeats (應(yīng)激反應(yīng)元件)、DRE (干旱、低溫、鹽脅迫響應(yīng)元件)、CGTCA motif 和TGACG motif (茉莉酸甲酯響應(yīng)元件)等。88%的基因含有ABRE 元件,只有DgbZIP12基因含有DRE 元件。88%的bZIP基因含有CGTCA motif 和TGACG motif,且這兩種茉莉酸甲酯響應(yīng)元件在鴨茅bZIP基因家族成員中的分布數(shù)量相同。

    圖4 順式作用元件分析Figure 4 Cis-acting elements in the promoters of DgbZIP genes

    2.6 非生物脅迫下鴨茅bZIP 基因的表達(dá)模式分析

    2.6.1 干旱脅迫下鴨茅bZIP基因在不同組織中的表達(dá)模式分析

    從Ji 等[21]關(guān)于結(jié)合小RNA、RNA 和降解組測序揭示鴨茅葉片和根系適應(yīng)干旱脅迫的microRNAmRNA 表達(dá)模式的研究中收集了‘寶興’鴨茅葉片和根組織中干旱脅迫處理18 d 后的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),繪制了DgbZIP基因的表達(dá)熱圖(圖5a)。干旱處理前2/3 的基因在根中的表達(dá)量高于其在葉中的表達(dá)量。經(jīng)干旱脅迫處理后,在葉和根中分別有34 和49 個bZIP基因差異表達(dá)。同一bZIP基因在根、葉不同組織中的表達(dá)趨勢不同,如DgbZIP27(I 亞族)在葉中表達(dá)上調(diào),在根中表達(dá)下調(diào),DgbZIP21(H 亞族)、36(S 亞族)的表達(dá)趨勢與之相反,且與對照相比,DgbZIP27和DgbZIP21脅迫后分別在葉和根中表達(dá)增長了幾十倍。S 亞族成員DgbZIP35和DgbZIP92在干旱處理前后的表達(dá)量都很高,分別在葉和根中上調(diào)和下調(diào)表達(dá)。

    圖5 bZIP 基因在鴨茅不同組織(a)和品種(b)中的表達(dá)模式熱圖Figure 5 Heatmap showing the expression pattern of bZIP genes under different (a) tissues and (b) varieties

    2.6.2 熱脅迫下不同鴨茅品種中bZIP基因的表達(dá)模式分析

    從Huang 等[22]關(guān)于通過轉(zhuǎn)錄組分析鑒定高溫脅迫10 和26 d 后兩種基因型鴨茅(耐熱品種‘寶興’和熱敏感品種‘01998’)的差異表達(dá)基因并開發(fā)分子標(biāo)記的研究中收集相關(guān)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。如圖5b所示,在兩個品種中,熱脅迫處理10 d 后差異表達(dá)的bZIP基因數(shù)量多于熱脅迫處理26 d 的,上調(diào)表達(dá)的基因數(shù)量多于下調(diào)表達(dá)的。DgbZIP基因的表達(dá)具有品種特異性,如DgbZIP11只在‘寶興’鴨茅中顯著下調(diào)表達(dá),DgbZIP101只在‘01998’鴨茅中顯著下調(diào)表達(dá);熱脅迫處理10 d 后,DgbZIP14在‘寶興’鴨茅中下調(diào)表達(dá),在‘01998’鴨茅中上調(diào)表達(dá)。同一鴨茅品種DgbZIP基因在熱脅迫不同時間表達(dá)情況有異,如熱脅迫處理10 d 后,‘寶興’鴨茅中DgbZIP13、DgbZIP77和‘01998’鴨茅中DgbZIP35、DgbZIP69顯著上調(diào)表達(dá),‘01998’鴨茅中DgbZIP92顯著下調(diào)表達(dá);熱脅迫處理26 d 后,DgbZIP73在兩個材料中均顯著上調(diào)表達(dá)。熱脅迫處理后,DgbZIP12、DgbZIP36在兩個材料中均下調(diào)表達(dá)。上述差異表達(dá)的基因大多屬于A、S 亞家族,推測這兩個亞族基因成員可能是鴨茅耐熱的關(guān)鍵基因。

    2.6.3 qRT-PCR 驗證bZIP基因在非生物脅迫誘導(dǎo)下的表達(dá)模式

    基于干旱脅迫下鴨茅bZIP基因在根、葉中的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和熱脅迫下‘寶興’和‘01998’品種鴨茅bZIP基因的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),篩選出9 個差異表達(dá)較為顯著的DgbZIP基因,利用qRT-PCR 分析其在干旱和熱脅迫下的表達(dá)模式。對9 個DgbZIP基因相對于內(nèi)參基因(GAPDH)進(jìn)行歸一化處理。

    DgbZIP6在干旱處理后各個階段表達(dá)明顯下調(diào)(圖6),其相對表達(dá)量介于0.01 (干旱4 h)~0.10 (干旱48 h)。DgbZIP76、DgbZIP101在干旱處理后各個階段上調(diào)表達(dá),均在干旱處理4 h 時表達(dá)量最高,分別 是CK 的136 和59 倍。除DgbZIP6、DgbZIP13、DgbZIP21、DgbZIP58外,其余基因經(jīng)熱處理后在各個階段均上調(diào)表達(dá),大部分基因在熱處理24 h 時表達(dá)量最高,其中DgbZIP84和DgbZIP101在24 h 時的表達(dá)量分別是其CK 的128 和185 倍??偟膩碚f,各個基因在干旱脅迫處理下,脅迫前期(2~8 h)上調(diào)表達(dá),脅迫后期(12~48 h)表達(dá)量下降。熱脅迫處理下總體上表現(xiàn)為上調(diào)表達(dá),尤其在脅迫后期(12~48 h)表現(xiàn)明顯。

    圖6 鴨茅DgbZIP 基因在干旱和熱脅迫下的qRT-PCR 分析Figure 6 Expression profiles of DgbZIP under drought and heat stresses as assessed by qRT-PCR

    3 討論與結(jié)論

    bZIP 轉(zhuǎn)錄因子是一類廣泛存在于真核生物中的調(diào)節(jié)蛋白,對植物生長發(fā)育、抵御逆境脅迫等至關(guān)重要。隨著鴨茅高質(zhì)量參考基因組的公布[18],使用生物信息學(xué)方法對鴨茅bZIP基因家族進(jìn)行鑒定和分析成為可能。

    本研究共鑒定出103 個基因家族成員。按照各個基因在7 條染色體上分布的位置,依次將其命名為DgbZIP1~DgbZIP103。對擬南芥、水稻和鴨茅bZIP基因家族進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析,可將103 個DgbZIP基因分為11 個亞家族。其中N 亞族是本研究中新命名的亞家族,該亞族未與擬南芥和水稻的bZIP基因聚類,這可能是由于其進(jìn)化方向與擬南芥和水稻bZIP基因不同,但具體的基因結(jié)構(gòu)與功能還有待進(jìn)一步探索[24]。S 亞族包含成員數(shù)量最多,這與擬南芥的聚類情況相同[25]。內(nèi)含子的插入和缺失在植物進(jìn)化過程中非常普遍。鴨茅DgbZIP基因內(nèi)含子數(shù)量在0~14 個,而D 亞族和G 亞族的內(nèi)含子數(shù)量較多,柳枝稷(Panicum virgatum)PvbZIP基因家族中也發(fā)現(xiàn)了同樣的結(jié)果[26]。順式作用元件分析發(fā)現(xiàn)眾多脅迫響應(yīng)元件,其中88%的基因含有ABRE元件。ABRE 是ABA 的應(yīng)答元件,保守序列為PYCGTGGC,在植物體內(nèi)水分不足時,其內(nèi)源ABA含量大量增加,相關(guān)干旱脅迫應(yīng)答基因受到ABA誘導(dǎo)而表達(dá)[27-28]。所有DgbZIP基因都至少含有一種脅迫相關(guān)順式作用元件,表明DgbZIP基因在響應(yīng)非生物脅迫過程中發(fā)揮重要作用[29]。

    研究表明,同一亞族內(nèi)成員往往行使相似的生物學(xué)功能[30]。擬南芥bZIP基因家族中,A 亞族成員ABF 轉(zhuǎn)錄因子和S 亞族成員AtbZIP2可以響應(yīng)干旱、ABA、熱、低溫、高鹽等多種脅迫[31-32],由此推測DgbZIP基因家族中A、S 亞族基因可能是鴨茅抗逆的關(guān)鍵基因?;诟珊岛蜔崦{迫下DgbZIP基因的RNA-seq 數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)DgbZIP基因的表達(dá)具有組織、品種、時間特異性,這與黃瓜(Cucumis sativus)CsbZIP的研究結(jié)果一致[33]。選取9 個差異表達(dá)較為顯著的DgbZIP基因進(jìn)行qRT-PCR 檢測分析,干旱脅迫后DgbZIP6均下調(diào)表達(dá),DgbZIP76、DgbZIP101均上調(diào)表達(dá);熱脅迫后,6 個基因均上調(diào)表達(dá)。兩種脅迫下大多數(shù)DgbZIP基因都呈現(xiàn)出先上升后下降的表達(dá)趨勢,大部分DgbZIP基因在干旱處理后2~8 h 表達(dá)量最高,在熱處理后24 h 表達(dá)最高。綜合分析表明,鴨茅bZIP基因家族S 亞族成員(DgbZIP12,DgbZIP13,DgbZIP14,DgbZIP35,DgbZIP36,DgbZIP92), A 亞 族 成 員(DgbZIP84)、 C 亞 族 成 員(DgbZIP57,DgbZIP101)在干旱和熱脅迫下能被強烈誘導(dǎo)表達(dá),這與先前有關(guān)A、C、S 亞族成員可能在抵御逆境脅迫中發(fā)揮作用相吻合[34]。但還需通過功能驗證進(jìn)一步分析其功能。

    綜上所述,本研究對鴨茅bZIP基因家族成員的生物信息學(xué)特征及不同組織、品種、脅迫條件下的表達(dá)模式進(jìn)行了分析。A、C、S 亞族成員在不同的時間點較強烈地響應(yīng)干旱和熱脅迫并參與表達(dá)調(diào)控,這可能是一個復(fù)雜的過程,可為后續(xù)鴨茅bZIP基因功能的深入研究奠定理論和實踐基礎(chǔ),也可為鴨茅抗性育種提供參考。

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    優(yōu)良鄉(xiāng)土牧草種質(zhì)
    ——滇中鴨茅的馴化和飼用潛力評價
    種子(2018年5期)2018-06-08 03:31:23
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