Page 110 - 《广西植物》2023年第10期
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1 8 6 4 广 西 植 物 43 卷
个样本比对到基因组的百分比均高于 70%ꎬ表明转 果显示ꎬMotif 1 和 Motif 2 的保守程度在欧耧斗菜
录组数据与参考物种接近ꎮ 3 次生物学重复 R 均 AP2 / ERF 中 是 最 高 的ꎬ 除 AvAP2 / ERF ̄13 和
2
大于 0.85ꎬ组内 3 次重复存在较好的相关性ꎮ 为了 AvAP2 / ERF ̄23 外ꎬ其 余 84 个 均 包 含 该 段 基 序ꎮ
进一步挖掘盐胁迫下各个通路的基因变化ꎬ以 P 而其他类型结构域的保守程度会因所属亚家族的
(padj)<0.05 为筛选条件ꎬ筛选出 13 个显著富集的 不同而有差异( 图 2)ꎮ 在相同亚家族中ꎬ除 AP2
KEGG 通路ꎬ2 197 个差异表达基因ꎮ 结构域外ꎬ还存在着一个或多个相对保守的其他
2.2 欧耧斗菜 AP2 / ERF 基因家族鉴定与系统发育 类型结构域ꎬ如 AP2 亚家族有两段保守基序 Motif
分析 4 和 Motif 13ꎬRAV 亚家族有两段保守基序 Motif 9
本研究从欧耧斗菜转录组中共鉴定出 86 个 和 Motif 15ꎬ而这在其他亚家族中则不具备(图 3)ꎮ
AP2 / ERF 基因家族成员ꎬ分别命名为 AvAP2 / ERF ̄ 2.6 欧耧斗菜 AP2 / ERF 基因表达模式分析
1~ AvAP2 / ERF ̄86ꎮ 将 欧 耧 斗 菜 与 拟 南 芥 AP2 / 将欧耧斗菜 AP2 / ERF 基因在盐胁迫下不同时
ERF 基 因 构 建 系 统 进 化 树ꎬ 结 果 如 图 1 所 示ꎬ 间在根和叶中的表达数据绘制热图谱并聚类分
AvAP2 / ERF 分 布 在 ERF、 DREB、 AP2、 RAV 和 析ꎬ将 FPKM 值大于 0.05 视为有效表达ꎬ并且其值
Soloist 这 5 个亚家族中ꎬ其中ꎬERF 亚家族进一步 越大说明表达水平越高( Moran et al.ꎬ 2011)ꎮ 在
分为 B1、B2、B3、B4、B5 和 B6 6 个亚组ꎬDREB 亚 根中ꎬ有效表达基因 69 个ꎬ在叶中ꎬ有效表达基因
家族分为 A1、A2、A3、A4、A5 和 A6 6 个亚组ꎮ 在 50 个ꎬ并且表达量均随盐胁迫时间的增加呈现一
鉴定的 86 个 AvAP2 / ERF 中:15 个属于 AP2 亚家 定的变化趋势(图 4)ꎮ
族ꎬ占总数的 17.44%ꎻ37 个属于 ERF 亚家族ꎬ占 与对 照 相 比ꎬ 表 达 差 异 显 著 的 标 准 为 | log
2
43.02%ꎻ29 个属于 DREB 亚家族ꎬ占 33.72%ꎻ4 个 (Fold Change) | >1、P( padj) <0.05ꎮ 根中有 19 个
属于 RAV 亚家族ꎬ占 4.65%ꎻ还有 1 个属于 Soloist 差异基因ꎬ叶中有 18 个差异基因ꎬ分布于不同的
亚家族ꎬ占 1.16%ꎮ 盐胁迫时间中ꎬ8 个 AP2 / ERF 在根和叶中皆为差
2.3 欧耧斗菜 AP2 / ERF 蛋白的理化性质分析与亚 异基 因ꎮ log ( Fold Change) > 1 为 上 调 基 因ꎬ log
2 2
细胞定位 (Fold Change) <-1 为下调基因ꎮ 在根中ꎬ上调基
欧耧斗菜 86 个 AP2 / ERF 基因所编码的蛋白 因 有 15 个ꎬ 其 中 AvAP2 / ERF ̄2、 AvAP2 / ERF ̄3、
质的氨 基 酸 数 目 在 132 ~ 722 个 之 间ꎬ 分 子 量 在 AvAP2 / ERF ̄22、 AvAP2 / ERF ̄40、 AvAP2 / ERF ̄53、
14 763.30 ~ 79 069.47 Da 之间ꎬ等电点介于 4.49 ~ AvAP2 / ERF ̄64 在盐处理 12 h 时表达量显著上调ꎬ
9.68 之间ꎬ差异较大ꎬ暗示了其基因功能的多样 AvAP2 / ERF ̄29、 AvAP2 / ERF ̄50、 AvAP2 / ERF ̄56、
性ꎮ 酸性蛋白数目(54) 高于碱性蛋白数目(32)ꎬ AvAP2 / ERF ̄57、 AvAP2 / ERF ̄61、 AvAP2 / ERF ̄80 在
平均亲水性的值皆小于 0ꎬ皆为亲水蛋白ꎮ 5 个定 24 h 时显著上调ꎬ而 AvAP2 / ERF ̄46、AvAP2 / ERF ̄
位于叶绿体ꎬ1 个定位于线粒体ꎬ1 个定位于细胞 54、AvAP2 / ERF ̄56、AvAP2 / ERF ̄81 在 48 h 时显著
质ꎬ其余 79 个均定位于细胞核ꎬSoloist 亚家族的蛋 上调ꎻ下调基因为 AvAP2 / ERF ̄35、AvAP2 / ERF ̄51、
白 AvAP2 / ERF ̄17 被定位在细胞质( 表 2)ꎮ 定位 AvAP2 / ERF ̄58、AvAP2 / ERF ̄82ꎬ 显 著 下 调 的 时 间
在核外的基因在遗传进化上具有一定的独立性ꎬ 也不尽相同ꎮ 在叶中ꎬ上调基因有 13 个ꎬAvAP2 /
与家族内其他基因差异较大(吴朝昕等ꎬ2022)ꎮ ERF ̄21、 AvAP2 / ERF ̄42、 AvAP2 / ERF ̄44、 AvAP2 /
2.4 欧耧斗菜 AP2 / ERF 蛋白的二级结构分析 ERF ̄46、 AvAP2 / ERF ̄47、 AvAP2 / ERF ̄72、 AvAP2 /
在欧耧斗菜 AP2 / ERF 蛋白中ꎬα ̄螺旋和无规 ERF ̄86 的表达量在 12 h 时显著上调ꎬAvAP2 / ERF ̄
则卷曲是构成二级结构的主要方式ꎮ AP2 / ERF 转 80 的表达量在 24 h 时显著上调ꎬAvAP2 / ERF ̄24、
录因子具有保守的 AP2 结构域ꎬ该结构域的 C 端 AvAP2 / ERF ̄56、 AvAP2 / ERF ̄61、 AvAP2 / ERF ̄64、
存在 1 个 RAYD 元件ꎬ可形成 1 个两亲性 α ̄螺旋ꎬ AvAP2 / ERF ̄71 的 表 达 量 在 48 h 时 显 著 上 调ꎬ
这有利于维持 AP2 / ERF 蛋白的稳定性( 苟艳丽 AvAP2 / ERF ̄23、 AvAP2 / ERF ̄30、 AvAP2 / ERF ̄37、
等ꎬ2020)(表 3)ꎮ AvAP2 / ERF ̄58、AvAP2 / ERF ̄73 为下调基因(图 5)ꎮ
2.5 欧耧斗菜 AP2 / ERF 蛋白的保守基序分析 根 据 拟 南 芥 中 已 知 AP2 / ERR 抗 逆 基 因
通过 MEME 在线工具进行保守基序分析ꎬ结 (表 4)ꎬ结合欧耧斗菜与拟南芥系统进化关系ꎬ 确