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芹菜bZIP转录因子基因AgbZIP16的逆境响应分析

中文标题:芹菜bZIP转录因子基因AgbZIP16的逆境响应分析

文章作者:沈迪

发表单位:南京农业大学园艺学院

中文核心期刊:植物生理学报

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本文选用‘六合黄心芹’和‘文图拉’ 2个不同的 芹菜品种, 从中克隆得到转录因子基因AgbZIP16。2个品种中AgbZIP16基因的核苷酸序列相同, 且306~370氨基酸位点含有一个bZIP家族典型的 BRLZ保守结构域, 说明克隆得到的bZIP16转录因子属于bZIP家族。

 BRLZ保守结构域      图注芹菜bZIP转录因子基因AgbZIP16的逆境响应分析

通过AgbZIP16与其他植物中的bZIP转录因子蛋白氨基酸序列的多重比对和进化树分析发现bZIP转录因子在同科植物的进化中比较保守。氨基酸的理化性质和亲/疏水性分析表明不同物种中bZIP转录因子基因编码的氨基酸理化性质相似, 且多为亲 水性蛋白。 bZIP转录因子基因是植物中一类主要的转录 因子, 在调节植物生长发育和提高植物抗逆性方面发挥重要作用(张计育等2011)。在一些植物中, bZIP转录因子家族基因在不同组织中的表达及功 能已经得到验证。如在辣椒生长发育过程中, bZIP基因在不同组织中的相对表达量有较大差异(魏瑞敏等2018)。本文研究结果显示, 芹菜AgbZIP16基 因在根、叶片、叶柄中的表达量差异显著, 这与 前人研究结果类似。同时, bZIP转录因子对逆境胁 迫也有应答反应。葡萄VvbZIPZ基因在干旱、盐和冷处理下可被诱导表达(Tak和Mhatre 2013); 番茄SlbZIP10SlbZIP32SlbZIP33在干旱、盐和热 处理下, 根和叶中的表达会瞬时增加, 但是在番茄 有伤口时, 这些基因在果实中的表达迅速降低(Li 等2015)。本文在2个品种芹菜中分析AgbZIP16基 因对不同非生物胁迫的表达响应, 发现在不同芹 菜品种中AgbZIP16转录因子基因在逆境处理下的 表达量变化不同, 表明AgbZIP16对非生物胁迫的 响应可能与品种特性相关; 在逆境处理不同时间 下AgbZIP16基因的表达水平发生变化, 表明在芹菜中AgbZIP16基因也参与了对多种非生物胁迫的 防御应答。

图注:AgbZIP16在芹菜不同组织部位中的表达情况

目前, bZIP类转录因子在拟南芥、水稻和番茄等模式植物中的研究较为深入, 在这些植物中对基因组中bZIP转录因子的数量及其在生长发 育、非生物和生物胁迫条件下的调控机理的研究都取得了一定的进展(朱芸晔等2014), 但该类转录因子在芹菜等伞形科蔬菜作物中的研究还较为匮乏。本研究比较分析了2个芹菜品种中的AgbZIP16 转录因子基因序列及其对非生物胁迫的响应, 为进一步研究bZIP转录因子家族基因在芹菜响应非生物胁迫中的作用提供参考。

芹菜bZIP转录因子基因AgbZIP16的逆境响应分析
目前, bZIP类转录因子在拟南芥、水稻和番 茄等模式植物中的研究较为深入, 在这些植物中对基因组中bZIP转录因子的数量及其在生长发 育、非生物和生物胁迫条件下的调控机理的研究都取得了一定的进展(朱芸晔等2014), 但该类转录因子在芹菜等伞形科蔬菜作物中的研究还较为匮乏。本研究比较分析了2个芹菜品种中的AgbZIP16 转录因子基因序列及其对非生物胁迫的响应, 为进一步研究bZIP转录因子家族
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