Page 43 - 《广西植物》2022年第12期

１２ 期 王丽娟等: 油橄榄 ＡＰ２ / ＥＲＦ 转录因子鉴定及水胁迫表达分析 ２ ０ ３ ３

( １. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙꎬ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｋｕｎｍｉｎｇꎬ ６５０２２４ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔ Ｐｌａｎｔ Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ
Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎬ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒａｒｅ ａｎｄ Ｅｎｄａｎｇｅｒｅｄ Ｆｏｒｅｓｔ Ｐｌａｎｔｓ ｏｆ Ｓｔａｔｅ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎꎬ
Ｙｕｎｎａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＆ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ Ｋｕｎｍｉｎｇꎬ ６５０２０１ꎬ Ｃｈｉｎａ )

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｇｅｎｅ ｆａｍｉｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａꎬ ｔｈｉｓ
ｓｔｕｄｙ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｒｏｏｔｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｔｗｏ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ‘Ｆｒａｎｔｏｉｏ’ ａｎｄ ‘ＴＹＺ￣１’ ｔｈａｔ ｗｅｒｅ
ｕｎｄｅｒ ｄｒｏｕｇｈｔ ａｎｄ ｆｌｏｏｄｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓｅｓ. Ａｎｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｇｅｎｏｍｅ ｄａｔａꎬ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬ ｇｅｎｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｉｎ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬ ｔｈｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｗｏ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｗａｓ
ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｄａｔａ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ＲＴ￣ｑＰＣＲ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ １１０
ＡＰ２/ ＥＲＦ ｇｅｎｅ ｆａｍｉｌｙ ｍｅｍｂｅｒｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｉｎ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ. Ｔｈｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ １１０ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｗａｓ １７３－７１７ｂｐꎬ
ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｓｉｇｎａｌ ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ａ ｎｏｎ￣ｓｅｃｒｅｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ. Ｔｈｅ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ
ＡＰ２/ ＥＲＦ ａｎｄ ｍｏｄｅｌ ｐｌａｎｔ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｐｒｏｔｅｉｎ. Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗａｓ ｄｉｖｉｄｅｄ
ｉｎｔｏ ｆｏｕｒ ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓꎬ ＡＰ２ꎬ ＲＡＶꎬ ＥＲＦ ａｎｄ Ｓｏｌｏｓｉｓｔ. Ａｍｏｎｇ ｔｈｅｍꎬ ＥＲＦ ｗａｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｗｏ ｓｕｂｔｙｐｅｓꎬ ＥＲＦ ａｎｄ
ＤＲＥＢ. ＥＲＦ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｓｉｘ ｓｕｂｔｙｐｅｓ ｏｆ ＥＲＦ Ｂ１ ｔｏ ＥＲＦ Ｂ６ꎬ ａｎｄ ＤＲＥＢ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｓｉｘ ｓｕｂｔｙｐｅｓ ｏｆ ＤＲＥＢ Ａ１ ｔｏ ＤＲＥＢ Ａ６ꎬ
ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｐｌａｎｔ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ＡＰ２/ ＥＲＦ. Ｅａｃｈ ｓｕｂｆａｍｉｌｙ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ
ＡＰ２/ ＥＲＦ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｏｆ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ ａｎｄ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｆａｍｉｌｙ ｏｆ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ
ａｎｄ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ ｗｅｒｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｉｎ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ. (２) Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｇｅｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｕｂｆａｍｉｌｙ ｏｆ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｈａｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｇｅｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔｓ. Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ
ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ｇｅｎｅｓ ｗｉｔｈ ｋｎｏｗｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｔｒｅｅꎬ ｉｔ ｗａｓ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙ ｓｐｅｃｕｌａｔｅｄ
ｔｈａｔ ＯｅＡＰ２￣７５ꎬ ＯｅＡＰ２￣９７ꎬ ＯｅＡＰ２￣１０１ꎬ ＯｅＡＰ２￣２３ ａｎｄ ＯｅＡＰ２￣１３ ｗｅｒｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａꎬ ＯｅＡＰ２￣１３ꎬ ＯｅＡＰ２￣２８ꎬ ＯｅＡＰ２￣１０４ꎬ ＯｅＡＰ２￣７５ꎬ ＯｅＡＰ２￣８０ ａｎｄ ＯｅＡＰ２￣５０ ｈａｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎ
ｔｈｅ ｔｗｏ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ. Ｉｔ ｉｓ ｓｐｅｃｕｌａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｍａｙ ｂｅ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ‘ Ｆｒａｎｔｏｉｏ ’ ａｎｄ
‘ＴＹＺ￣１’. (３) Ｔｈｅ ＲＴ￣ｑＰＣＲ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｇｅｎｅ ｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒｅｓｓｅｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＯｅＡＰ２￣１０１ꎬ ＯｅＡＰ２￣２８ ａｎｄ ＯｅＡＰ２￣４２ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｗａｔｅｒ
ｓｔｒｅｓｓꎬ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ａｎａｌｙｓｉｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｌａｙ ａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ
ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｎｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｆａｍｉｌｙ ｇｅｎｅｓ ｏｆ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａꎬ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ
ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ￣ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ａｎｄ ｆｌｏｏｄ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｒｏｏｔｓｔｏｃｋ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ
ｏｆ Ｏ. ｅｕｒｏｐａｅａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｏｌｅａ ｅｕｒｏｐａｅａꎬ ＡＰ２/ ＥＲＦ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒꎬ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓꎬ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｅꎬ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ

植物在自然界生长发育和进化的过程中ꎬ通 ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎬ各个亚家族在植物体内有不同的功
常面临着诸如干旱、水淹、极端高低温、高盐等非 能ꎬＡＰ２ 亚家族包含 ２ 个 ＡＰ２ 保守结构域ꎬ主要与
生物胁迫ꎬ这对植物的生长、发育产生了负面影 植物 生 长 发 育 及 细 胞 生 长 分 化 有 关 ( 纪 晴 等ꎬ
响ꎮ 目前ꎬ研究发现在非生物胁迫中起重要作用 ２０１８)ꎬＲＡＶ 含有 １ 个 ＡＰ２ 结构域和 １ 个 Ｂ３ ＤＮＡ

的转 录 因 子 包 括 ＡＰ２ / ＥＲＦ、 ＷＲＫＹ、 ＮＡＣ、 ＭＹＢ、 结合域ꎬ通常在乙烯、芸苔素内酯及一些生物和非
ＺＦＰ、ｂＨＬＨ 等家族( Ｘｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ ＡＰ２ / ＥＲＦ 生物胁 迫 中 起 作 用 ( 柯 希 望 等ꎬ ２０２０)ꎻ ＥＲＦ 和
是植物中最大的转录因子家族之一ꎬ涉及植物的 Ｓｏｌｏｉｓｔ 只包含 １ 个 ＡＰ２ 结构域ꎬ其中 ＥＲＦ 又分为
生长发育及各个生理过程ꎬ参与植物非生物胁迫 ＤＲＥＢ 和 ＥＲＦ ２ 个亚类ꎬ通常与植物的生物胁迫、
调控机制ꎬＡＰ２ / ＥＲＦ 家族蛋白的主要特征是含有 干旱、高盐、低温、热胁迫、多重胁迫相关( 刘志薇

１ 个或 ２ 个 ＡＰ２ 结合域ꎬ每个 ＡＰ２ 结合域含 ５８ ~ 等ꎬ２０１４ꎻ苟艳丽等ꎬ２０２０)ꎮ ＡＰ２ / ＥＲＦ 转 录 因 子
７０ 个氨基酸残基(Ｃａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ 根据 ＡＰ２ 家 在植物生长发育及非生物胁迫中起关键的调控作
族蛋白结构域中特征元件的种类和数量不同可将 用ꎬ如沙柳( Ｓａｌｉｘ ｃｈｅｉｌｏｐｈｉｌａ) ＳｐｓＤＲＥＢ８ 基因在干

其分为 ＡＰ２、ＥＲＦ、ＲＡＶ、Ｓｏｌｏｉｓｔ ４ 个亚家族( Ｗｕ ｅｔ 旱胁 迫 下 表 达 下 调 ( 王 雷 等ꎬ ２０２１ )ꎬ 拟 南 芥