苹果bZIP转录因子家族生物信息学分析及其在休眠芽中的表达

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作   者：

孙明岳;  周君;  谭秋平;  付喜玲;  陈修德;  李玲;  高东升; 

作者机构：

山东农业大学园艺科学与工程学院/国家苹果工程技术研究中心/作物生物学国家重点实验室/山东果蔬优质高效生产协同创新中心; 

关键词：

苹果;  进化树分析;  qRT-PCR;  bZIP转录因子;  芽休眠;  序列对比;  Microarray分析; 

期刊名称：

中国农业科学

基金项目：

桃cyp450-s 基因调节GA/ABA介导花芽休眠解除的机制研究

i s s n：

0578-1752

年卷期：

2016 年 49 卷 07 期

页   码：

1325-1345

摘   要：

【目的】鉴定苹果(Malus×domestica Borkh.)基因组上的b ZIP基因(MdbZIP),为研究苹果bZIP转录因子提供相关信息以及在芽休眠过程中的调控作用提供理论参考。【方法】通过Pfam下载bZIP隐马尔科夫模型bZIP_1(PF00170)与bZIP_2(PF07716),利用HMMER 3.0鉴定苹果bZIP基因。使用Clustal Omega、MEGA6.0、Map Inspect、DNAMAN 6.0和MEME4.10.2等软件对其蛋白序列进行生物信息学分析。采用Microarray分析与qRT-PCR技术检测苹果bZIP基因在不同处理下及其在高需冷量品种与低需冷量品种中的表达情况。【结果】鉴定得到120个苹果bZIP基因,与拟南芥的系统进化树分析将苹果bZIP分为10个亚家族(A—I和S)。染色体定位分析显示,109个苹果bZIP不均匀分布于17条染色体上,其中,11个基因无匹配的染色体定位。8号染色体上分布最多(13个),1号染色体分布最少(1个),一些染色体区域基因密度较高。基因结构分析表明,MdbZIP基因家族外显子数量0—23个,其中23个基因无内含子,分布于F亚家族(4)与S亚家族(19),基因结构进化高度保守。保守元件分析表明,MdbZIP基因家族包含30个保守元件:元件1为bZIP保守结构域;在D亚家族发现的元件10与G亚家族发现的14为已知元件,另外多数元件功能未知。通过Microarray分析显示,多个MdbZIP均可能与芽休眠的解除相关。qRT-PCR结果显示在不同品种中A亚家族8个MdbZIP均呈现出ABA诱导表达,而D亚家族中随着冷处理时间延长,在需冷量不同的品种中出现多种表达模式。【结论】苹果bZIP基因家族结构高度保守,在ABA与冷处理下呈现不同表达模式,可能参与调控苹果芽休眠进程。