Page 68 - 《广西植物》2020年第7期

９ ６ ４ 广 西 植 物 ４０ 卷
( １. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｈａｒｂｉｎ １５００４０ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒｅｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ Ｂｒｅｅｄｉｎｇꎬ
Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｈａｒｂｉｎ １５００４０ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ３. Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｓｈａｎｈｅｔｕｎ Ｃｏｕｎｔｙꎬ Ｗｕｃｈａｎｇ １５０２３２ꎬ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
４. Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｄａｈａｉｌｉｎ Ｃｏｕｎｔｙꎬ Ｍｕｄａｎｊｉａｎｇ １５７０００ꎬ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇꎬ Ｃｈｉｎａ )

Ａｂｓｔｒａｃｔ: ＰＨＡＶＯＬＵＴＡ(ＰＨＶ)ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｍｂｅｒｓ ｏｆ ｈｏｍｅｏｄｏｍａｉｎ￣ｌｅｕｃｉｎｅ ｚｉｐｐｅｒ
Ⅲ (ＨＤ￣ＺＩＰ ) ｆａｍｉｌｙꎬ ａｎｄ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｓｔｅｍｓ ａｐｉｃａｌ ａｎｄ ｇｅｒｍ
ｍｅｒｉｓｔｅｍ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈꎬ ｔｈｅ ＰＨＶ ｇｅｎｅ ｏｆ Ｆｒａｘｉｎｕｓ ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ ｗａｓ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｂｙ ｇｅｎｅ ｃｌｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｗａｓ ｎａｍｅｄ ｂｙ
ＦｍＰＨＶ. Ｄｅｔａｉｌｅｄ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｇｅｎｅ ｗａｓ ２ １１２ ｂｐꎬ ａｎｄ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ａ ｃｏｍ￣
ｐｌｅｔｅ Ｏｐｅｎ Ｒｅａｄｉｎｇ Ｆｒａｍｅ (ＯＲＦ) ｗｈｉｃｈ ｅｎｃｏｄｅｄ ａ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗｉｔｈ ７０３ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ. Ｔｈｅ ＦｍＰＨＶ ｇｅｎｅ ｅｎｃｏｄｅｄ ａ ｓｔａｂｌｅ
ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ｔｈｅ ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ＦｍＰＨＶ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎ
ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ. Ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ｄｏｍａｉｎ ａｎｄ ｈｏｍｏｌｏｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔꎬ ｔｈｅ ｈｏｍｏｌｏｇｙ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｂｅ￣
ｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｈｏｍｏｌｏｇｙ ＰＨＶ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ ｏｔｈｅｒ ｓｐｅｃｉｅｓꎬ ｓｕｃｈ ａｓ Ｏｌｅａ ｅｕｒｏｐａｅａｎꎬ Ｓｅｓａｍｕｍ ｉｎｄｉｃｕｍ ａｎｄ Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍꎬ
￣１
ｗａｓ ９９％. Ｕｎｄｅｒ ４ ℃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎꎬ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ５０ ｍｇＬ ３￣ｉｎｄｏｌｅｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ(ＩＢＡ)ｓｏｌｕｔｉｏｎꎬ ｗｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ
ｃａｍｂｉｕｍ ｃａｌｌｕｓ ｆｒｏｍ ｃａｍｂｉｕｍ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ ｏｆ Ｆｒａｘｉｎｕｓ ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ. Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ＦｍＰＨＶ
ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＦｍＰＨＶ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ Ｊｕｎｅ. Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｉｎ ｂｕｄｓ ｗａｓ ｓｔｒｏｎｇｅｒ
ｔｈａｎ ｗｈｉｃｈ ｉｎ ａｎｙ ｏｔｈｅｒ ｔｉｓｓｕｅｓ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃａｌｌｕｓ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅｓꎬ ｗｈｉｃｈ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂａｒｋ ｏｆ
Ｆ. ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａꎬ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｇｅｎｅ ｉｎ ｃａｌｌｕｓꎬ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｍｅｒｉｓｔｅｍ ｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈ￣
ｅｒ ｔｈａｎ ｗｈｉｃｈ ｆｒｏｍ ｏｔｈｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ. Ｍｏｒｅｏｖｅｒꎬ ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｔｈｅ ＦｍＰＨＶ ｇｅｎｅ ｉｎ Ｆ. ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｉｌｌ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａｕｘｉｎ￣ｒｅｌａｔｅｄ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ￣ｒｅｌａｔｅｄ ｇｅｎｅｓ. Ｔｈｉｓ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｓｈｏｏｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ. Ｉｎ ｓｕｍｍａ￣
ｒｙꎬ ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｇｅｎｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｆ.
ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ. Ａｎｄ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｋｅｙ ｇｅｎｅｓ ｉｎ ｐｌａｎｔ ｓｈｏｏｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙꎬ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ
ｂｙ ＦｍＰＨＶ ｇｅｎｅ. Ｏｕｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｖｅａｌｓ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ＦｍＰＨＶ ｇｅｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ｏｆ ａｕｘｉｎ ａｎｄ ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ ｐａｔｈｗａｙｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｃａｌｌｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｆｒａｘｉｎｕｓ ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａꎬ ＰＨＶ ｇｅｎｅꎬ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎꎬ ｃａｍｂｉｕｍ ｃｅｌｌ

ＨＯＭＥＯ￣ＤＯＭＡＩＮ ＬＥＵＣＩＮＥ ＺＩＰＰＥＲ ＣＬＡＳＳ 在不同的通路中发挥着重要的功能ꎬ包括 ＲＥＶＯＬＵＴＡ
(ＨＤ￣ＺＩＰ)转录因子家族是植物中所特有的一类转 ( ＲＥＶ/ ＩＦＬ￣１/ ＡＶＢ￣１)、 ＰＨＡＢＵＬＯＳＡ ( ＰＨＢ/ ＡｔＨＢ￣９)、
录因子(Ｓｅｓｓａ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１８)ꎮ 根据氨基酸序列同源 ＰＨＡＶＯＬＵＴＡ ( ＰＨＶ/ ＡｔＨＢ￣１４)、 ＣＯＲＯＮＡ ( ＣＮＡ/ ＡｔＨＢ￣
性的不同ꎬ植物 ＨＤ￣ＺＩＰ 转录因子可分为 Ｉ￣ＩＶ 共四 １５)和 ＡｔＨＢ￣８(Ｚｈｏｎｇ ＆ Ｙｅꎬ ２００１)ꎮ ＨＤ￣ＺＩＰ Ⅲ蛋白
类ꎬ其 共 同 特 点 是 都 含 有 ＤＮＡ 结 合 同 源 域 是茎端分生组织命运的主要 调 节 因 子 ( Ｓｍｉｔｈ ｅｔ
ｈｏｍｅｏｄｏｍａｉｎ (ＨＤ)和 ｂａｓｉｃ ｌｅｕｃｉｎｅ ｚｉｐｐｅｒ(ｂＺＩＰ)结 ａｌ.ꎬ２０１０)ꎮ Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.(２０１７)的研究表明ꎬｒｅｖ ｐｈｂ
构域( Ｔｈａｋｕｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ２００６)ꎮ 其中 ＨＤ￣ＺＩＰ Ⅱ家族 ｐｈｖ 三重突变体表现出无子叶的表型ꎬ其茎尖分生
的主要功能是调控维管系统原发性和继发性组织 组织呈现出针状结构ꎬ并且能够观察到茎尖分生
形成以及茎尖分生组织三层结构的建成与维持 组织的分离现象ꎬ说明 ＨＤ￣ＺＩＰ Ⅲ转录因子在胚芽

(Ｃａｒｏｌｉｎｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１０ꎻＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１７)ꎮ ＨＤ￣ＺＩＰ Ⅲ 形成过程的不可替代的作用ꎮ
类蛋白有一个保守的 ｓｔｅｒｏｉｄｏｇｅｎｉｃ ａｃｕｔｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ＨＤ￣ＺＩＰ Ⅲ转录因子家族通过直接调控抑制
ｐｒｏｔｅｉｎ￣ｒｅｌａｔｅｄ ｄｏｍａｉｎ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｉｐｉｄ￣ｔｒａｎｓｆｅｒ ＨＩＳＴＩＤＩＮＥ ＰＨＯＳＰＨＯＴＲＡＮＳＦＥＲ ＰＲＯＴＥＩＮ ６
(ＳＴＡＲＴ)结构域ꎬ其 Ｃ 末端序列高度保守ꎬ 包含一 (ＡＨＰ６)表达ꎬ同时也促进细胞分裂素( ｃｙｔｏｋｉｎｉｎꎬ
个由甲硫氨酸－谷氨酸－赖氨酸－组氨酸－亮氨酸－ ＣＫ)信号传导ꎬ通过 ＣＫ 信号在茎尖分生组织空间
丙氨 酸 ( ＭＥＫＨＬＡ) 构 成 的 结 构 域 ( Ｑｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ 结构中与 ＡＨＰ６ 的负反馈调节系统间接调控 ＡＨＰ６
２００９)ꎮ 拟南芥中ꎬ共有五种 ＨＤ￣ＺＩＰ Ⅲ蛋白质ꎬ并 的表达( Ｂｉｓｈｏｐｐ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１１)ꎮ ＨＤ￣ＺＩＰ 转录因子