Page 102 - 《广西植物》2024年第2期

３ ０ ４ 广 西 植 物 ４４ 卷
ｆｏｏｄ ｓａｆｅｔｙ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ Ｃｄ ｓｔｒｅｓｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ｏｆ ｗａｘ ｅｓｔｅｒ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅｓ ｉｎ Ｒｅｈｍａｎｎｉａ ｇｌｕｔｉｎｏｓａꎬ ｗｅ
ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｉｔｓ ｗａｘ ｅｓｔｅｒ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅｓ ｆｒｏｍ ｉｔｓ ｆｕｌｌ￣ｌｅｎｇｔｈ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｄａｔａꎬ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｏｔｈ ｐｈｙｓｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬ ｐｈｙｔｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ｄｏｍａｉｎｓ ｗｉｔｈ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ｍｅｔｈｏｄｓꎬ ａｎｄ ｔｉｓｓｕｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｄ ｓｔｒｅｓｓ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ｕｓｉｎｇ ｑＲＴ￣ＰＣＲ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｗｏ ｗａｘ ｅｓｔｅｒ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅｓꎬ ｎａｍｅｄ ａｓ ＲｇＯＡＴＷＳＤ１ ａｎｄ
ＲｇＯＡＴＷＳＤ２ꎬ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄꎬ ｗｈｏｓｅ ｃｏｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｗｅｒｅ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｗｉｔｈ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｌｅｎｇｔｈｓ ｏｆ ４６３
ａａ ａｎｄ ４７３ ａａꎬ ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ８.８６ ａｎｄ ９.３４ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ５１.３１ ｋＤ ａｎｄ ５２.４９ ｋＤꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. (２)
Ｂｏｔｈ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ａ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ａｃｙｌ＿ＷＳ＿ＤＧＡＴ ｄｏｍａｉｎ ａｎｄ ＤＵＦ１２９８ ｓｕｐｅｒｆａｍｉｌｙꎬ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ
ｆｏｒ ９２.６５％ ｔｏ ９４.５０％ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅ. (３) Ｂｏｔｈ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｗｅｒｅ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄｏｐｌａｓｍｉｃ ｒｅｔｉｃｕｌｕｍ ａｎｄ ｂｏｔｈ
ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｒａｎｄｏｍ ｃｏｉｌ ａｎｄ α￣ｈｅｌｉｘꎻＲｇＯＡＴＷＳＤ２ ｗａｓ ｎｏｔ ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｂｕｔ
ＲｇＯＡＴＷＳＤ１. (４) Ｂｏｔｈ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏｏｔｓꎬ ｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ Ｒ. ｇｌｕｔｉｎｏｓａ ｐｌａｎｔｓ. (５) Ｂｏｔｈ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｌｙ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｔｏ Ｃｄ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｂｕｔ ｂｏｔｈ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ ｔｒｅｎｄｓ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｕｎｄｅｒ Ｃｄ ｓｔｒｅｓｓ. Ｔｈｉｓ
ｓｔｕｄｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｓ ｔｗｏ ｗａｘ ｅｓｔｅｒ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅｓ ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ Ｃｄ ｓｔｒｅｓｓꎬ ａｎｄ ｌａｙｓ ａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｄ
ｓｔｒｅｓｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ＲｇＯＡＴＷＳＤ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｒｅｈｍａｎｎｉａ ｇｌｕｔｉｎｏｓａꎬ Ｏ￣ａｃｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ ＷＳＤꎬ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓꎬ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎꎬ ｃａｄｍｉｕｍ ｓｔｒｅｓｓ

随着我国工业化与城市化进程的加快ꎬ土壤和 芜菁( Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)、尖叶石竹( Ｚｈｏｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ
食品的重金属污染问题日益加剧ꎬ其中ꎬ重金属镉 ２０１８)、葡萄( Ｎｉｃｏｌａｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)、苹果( Ｗａｎｇ ｅｔ
(Ｃｄ)是其首要污染物ꎮ 镉污染土壤的治理难度很 ａｌ.ꎬ ２０２２)和向日葵( Ｓｈａｌｉｎｉ ＆ Ｍａｒｔｉｎꎬ ２０２０) 等植
大ꎬ不但对植物生长发育、质量和产量具有严重不 物中克隆了蜡酯合成酶ꎬ但是尚未见从地黄中克
良影响ꎬ而且镉通过食物链从植物转移到动物和人 隆 ＷＳＤ 基因及其镉胁迫表达的报道ꎮ
体内ꎬ也会严重危害动物和人的健康ꎮ 因此ꎬ当前 地黄(Ｒｅｈｍａｎｎｉａ ｇｌｕｔｉｎｏｓａ)为玄参科地黄属多
具有较高的环保和经济价值的土壤污染治理方法 年生草本的植物ꎬ生长在我国辽宁、内蒙古和河南
是利用自然生长植物或遗传改良植物吸收、解毒与 等地(周延清等ꎬ２０２０)ꎮ 其块根是我国著名中药
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富集镉污染土壤中的镉对其进行修复(陈思思等ꎬ 材ꎬ每年需求量较高ꎬ约 １.５×１０ ｋｇꎮ 在药材上ꎬ它
２０２２ꎻ罗艳芳等ꎬ２０２２ꎻ于永昂等ꎬ２０２２)ꎮ 迄今为止ꎬ 分为鲜地黄和生地黄、熟地黄三类ꎮ 鲜地黄味道
虽然已经鉴定了对镉胁迫应答的构树转录因子 甘苦ꎬ清热、生津、凉血与补血ꎻ生地黄味甘性寒ꎬ
ＢｐｂＺＩＰ１ (陈思思等ꎬ２０２２)、花生 ＮＡＳ 家族(罗艳芳 清热滋阴ꎻ熟地黄性微温ꎬ味道甘甜ꎬ补血滋阴、填
等ꎬ２０２２)、小麦 ＴａＡｌａＡＴ 基因(于永昂等ꎬ２０２２)、伴 髓益精(徐军和傅喆暾ꎬ２０１７)ꎮ 地黄种质资源、药
矿景天 ＷＲＫＹ 基因家族( 王剑超等ꎬ２０２３) 和水稻 理作用、化学成分、栽培育种和组学等方面研究较
ＯｓＰＴ１ 等基因(姜南等ꎬ２０２３)ꎬ但是还有很多植物 多ꎬ然而ꎬ地黄 Ｃｄ 污染及其胁迫研究很少ꎬ仅有地
镉胁迫应答反应基因有待挖掘与功能研究ꎬ如植物 黄 ＲｇＡＢＣＣ 基 因 Ｃｄ 胁 迫 的 报 道 ( Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ
蜡酯合成酶(ｗａｘ ｅｓｔｅｒ ｓｙｎｔｈａｓｅꎬ ＷＳ ｏｒ ＷＳＤ)基因ꎮ ２００９ꎻＹａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 因此ꎬ有待深入研究地
蜡酯是长链醇和长链脂肪酸在蜡酯合成酶催 黄 Ｃｄ 胁迫应答反应基因ꎮ
化下经过酯化反应生成的酯ꎬ广泛存在于动物、植 本研究以地黄为研究材料ꎬ从其全长转录组
物和微生物ꎬ具有多种重要的生物学功能ꎮ 就植 测序数据中查找 Ｗａｘ ｅｓｔｅｒ ｓｙｎｔｈａｓｅ、ＷＳ 或 ＷＳＤ 及
物而言ꎬ蜡酯主要存在于植物初生芽表面的角质 其编码基因( ＲｇＯＡＴＷＳＤ)ꎬ采用生物信息学、盆栽

层中或者霍霍巴的种子油中ꎬ防止植物水分流失、 法与实时荧光定量 ＰＣＲ 的方法ꎬ通过对其两个基
致病菌袭 击、 紫 外 辐 射 和 昆 虫 侵 害 ( 肖 一 凡 等ꎬ 因编码蛋白质的理化性质、系统进化和保守结构
２０２０)与抗旱( 肖一凡等ꎬ２０２０ꎻ王春语等ꎬ２０２３) 域及其组织表达与镉胁迫表达进行分析ꎬ拟探讨
及抗寒(朱聪等ꎬ２０２２)等环境胁迫ꎮ 目前ꎬ从小麦 以下问题:( １) 地 黄 中 是 否 有 蜡 酯 合 成 酶 基 因ꎻ
(温宏伟等ꎬ２０２１)、高粱( 王春语等ꎬ２０２３)、椰子 (２)地黄蜡酯合成酶基因大小及其编码蛋白质的
(朱 聪 等ꎬ ２０２２)、 拟 南 芥 和 霍 霍 巴 ( 肖 一 凡 等ꎬ 特征如何ꎻ(３)地黄蜡酯合成酶基因空间表达模式
２０２０)、丝颖针茅和紫花针茅( Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)、 及其镉胁迫表达如何ꎮ