Page 115 - 《广西植物》2026年第1期

１ 期 袁媛等: 太白贝母种子低温萌发过程中 Ｃ３Ｈ 基因家族鉴定及表达分析 １ １ １

( １. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｙｕｎｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２０１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｎａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｌｏｃａｌ Ｊｏｉｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ/ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ
Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅꎬ Ｙｕｎｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２０１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ３. Ｌｉｊｉａｎｇ Ｌüｚｈｉｙｕａｎ
Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ.ꎬ Ｌｔｄ.ꎬ Ｌｉｊｉａｎｇ ６７４１００ꎬ Ｙｕｎｎａｎꎬ Ｃｈｉｎａ )

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ Ｃ３Ｈ ｇｅｎｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｒｉｔｉｌｌａｒｉａ ｔａｉｐａｉｅｎｓｉｓ ｓｅｅｄｓꎬ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｕｔｉｌｉｚｅｄ
ｌｏｗ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｄａｔａ ａｎｄ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃ３Ｈ ｇｅｎｅ ｆａｍｉｌｙ ｉｎ Ｆ. ｔａｉｐａｉｅｎｓｉｓ. Ｆｉｖｅ ｌｏｗ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｇｅｎｅｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗｅｒｅ
ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｃ ａｃｉｄ ( ＧＡ ) ａｎｄ ａｂｓｃｉｓｉｃ ａｃｉｄ ( ＡＢＡ) ｗｅｒｅ
３
ｅｌｕｃｉｄａｔｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ:(１) Ａｍｏｎｇ ６５ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ Ｃ３Ｈ ｆａｍｉｌｙ ｍｅｍｂｅｒｓꎬ ７ ｗｅｒｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ａｓ ｓｔａｂｌｅ
ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ａｎｄ ５８ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙꎬ ｗｉｔｈ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｌｅｎｇｔｈ (１９７－ １ ４５１ ａａ). Ｏｎｌｙ
ＦｔＣ３Ｈ４３ ａｎｄ ＦｔＣ３Ｈ５０ ｗｅｒｅ ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｔｏ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ/ ｅｎｄｏｐｌａｓｍｉｃ ｒｅｔｉｃｕｌｕｍꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒｓ ｗｅｒｅ ｎｕｃｌｅａｒ￣
ｌｏｃａｌｉｚｅｄ. ( ２) Ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ｍｏｔｉｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ Ｍｏｔｉｆ１ ａｎｄ Ｍｏｔｉｆ３ ｗｅｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎ Ｃ３Ｈ ｐｒｏｔｅｉｎｓ.
Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ １９６ Ｃ３Ｈ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｗｅｒｅ ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ ｆｉｖｅ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｃｌａｄｅｓ (Ｉ－Ｖ)ꎬ ｗｉｔｈ Ｆ.
ｔａｉｐａｉｅｎｓｉｓ Ｃ３Ｈｓ ｓｈｏｗｉｎｇ ｃｌｏｓｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｔｏ ｔｈｏｓｅ ｉｎ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ ａｎｄ Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ. (３)Ｕｎｄｅｒ
ＧＡ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ＦｔＣ３Ｈ２２ ａｎｄ ＦｔＣ３Ｈ３５ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｅａｒｌｙ￣ｔｏ￣ｍｉｄ ｓｔａｇｅｓ (Ａ－Ｃ)ꎬ ｗｈｉｌｅ ＦｔＣ３Ｈ４０ ａｎｄ
３
ＦｔＣ３Ｈ４６ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｓｔａｇｅ￣ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｔ ｓｔａｇｅｓ Ａ ａｎｄ Ｅꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. ＡＢＡ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｕｐｒｅｇｕｌａｔｅｄ
ＦｔＣ３Ｈ４６ ｂｕｔ ｄｏｗｎｒｅｇｕｌａｔｅｄ ＦｔＣ３Ｈ２２ ａｎｄ ＦｔＣ３Ｈ３５ꎬ ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇ ＦｔＣ３Ｈ４６ ｍｉｇｈｔ ｍｅｄｉａｔｅ ＡＢＡ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ
ｒｅｓｐｏｎｓｅｓꎬ ｗｈｅｒｅａｓ ＦｔＣ３Ｈ２２ ａｎｄ ＦｔＣ３Ｈ３５ ｐｌａｙｅｄ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｏｌｅｓ ｉｎ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｒｅｖｅａｌｓ ｔｈｅ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｃ３Ｈ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆａｍｉｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆ. ｔａｉｐａｉｅｎｓｉｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｆｒｉｔｉｌｌａｒｉａ ｔａｉｐａｉｅｎｓｉｓꎬ Ｃ３Ｈꎬ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎꎬ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ

川贝母是我国珍稀名贵中药材ꎬ具有润肺止 对模式植物拟南芥( Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ) 的研究揭

咳、化痰平喘、散结消肿等功效( 刘梓贤等ꎬ２０２２)ꎮ 示了该家族成员的特异性作用机制:ＡｔＣ３Ｈ１４ 通过
太白贝母(Ｆｒｉｔｉｌｌａｒｉａ ｔａｉｐａｉｅｎｓｉｓ)为川贝母药材的重 介导次生细胞壁生物合成途径调控植株形态建成
要基原植物ꎬ是百合科贝母属多年生草本药用植 (Ｋｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ２００９)ꎬ而 ＡｔＣ３Ｈ１５ 则表现出双重调控
物ꎮ 该物种主要分布在云南、重庆、四川、甘肃等 特性———既能正向增强灰霉病抗性ꎬ又可负向抑
海拔 ３ ０００ ｍ 以上的高山区域(中国科学院中国植 制系统获得性抗性(Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２０)ꎮ 值得关注
物志编辑委员会ꎬ１９９７)ꎮ 值得注意的是ꎬ自 ２０２１ 的是ꎬＣ３Ｈ 蛋白对木质素代谢通路的调控效应在
年贝母属植物被列入国家二级保护植物后( 国家 木本植物中尤为显著ꎮ Ｌｉ 等(２０２２) 研究表明ꎬ大
林业和草原局 农业农村部ꎬ２０２１)ꎬ野生资源的采 青 杨 ( Ｐｏｐｕｌｕｓ ｕｓｓｕｒｉｅｎｓｉｓ ) ＰｕＣ３Ｈ３５ 通 过 激 活
挖受到严格限制ꎬ导致原料市场供给缺口持续扩 ＰｕＥＡＲＬＩ１ 基因表达ꎬ特异性促进根系木质素合成
大ꎬ使得人工栽培的川贝母逐渐成为药材市场的 与维管组织分化ꎬ这种分子级联反应不仅加速根
主要来源( 郭尚磊ꎬ２０２０)ꎮ 太白贝母的繁殖生物 系发育进程ꎬ还显著提升植株整体抗逆能力ꎮ
学特性较为特殊:其种子繁殖过程中存在生育期 低温胁迫作为植物生长发育的 重 要 限 制 因
(约 １００ ｄ) 与休眠期( 可达 ２００ ｄ 以上) 的显著时 子ꎬ其 分 子 应 答 机 制 研 究 备 受 关 注ꎮ 在 楸 树
序差异ꎮ 这种生物学特性导致实际栽培中有效生 ( Ｃａｔａｌｐａ ｂｕｎｇｅｉ) 低温响应信号转导网络解析中ꎬ
育期缩短ꎬ成为制约产量提升的关键因素( 李庆 Ｂａｏ 等 ( ２０２４ ) 研 究 发 现 Ｃ３Ｈ 基 因 家 族 成 员
等ꎬ２０２１)ꎮ 因此ꎬ突破种子休眠机制、促进萌发进 ＣｂｕＣ３Ｈ２４ 和 ＣｂｕＣ３Ｈ５８ 呈现显著的低温诱导表
程ꎬ对于延长植株生长期、提高鳞茎生物量积累具 达特征ꎬ它们被证实为调控楸树耐寒性的关键效
有重要实践价值ꎬ这也是当前太白贝母人工栽培 应因子ꎮ 值得注意的是ꎬ植物激素网络在低温响

研究的重点方向ꎮ 应中具有枢纽作用:赤霉素( ＧＡ ) 作为破除种子
３
蒋明等(２０１６) 研究表明ꎬＣ３Ｈ 蛋白家族在植 休眠的核心信号分子ꎬ与脱落酸( ＡＢＡ) 构成的拮
物生长发育与逆境响应中具有多维度调控功能ꎮ 抗调控模块ꎬ共同决定种子萌发进程与抗逆响应