甘草JAZ基因家族的鉴定及其在干旱胁迫下的表达分析

摘要

甘草(Glycyrrhiza uralensis)是一味大宗中药材,黄酮类活性成分是其主要的药物活性成分之一。茉莉酸是甘草响应非生物胁迫调控类黄酮类活性成分的主要内源激素。JAZ是茉莉酸信号转导途径中的一个重要节点,其通过负向调节茉莉酸的信号转导,参与植物发育、非生物胁迫和对植物激素处理的响应的调节。本研究通过测定聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)6000诱导的干旱胁迫对乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)中茉莉酸(jasmonic acid,JA)含量和JAZ基因家族表达水平以及JAZ基因家族的生物信息学分析,筛选受干旱胁迫诱导JAZ基因。研究结果显示:JA主要在甘草地下部分中积累,干旱胁迫明显提升地下部分JA含量,地下和地上部分中PEG处理2h时JA表达量最高。基于对上述材料的转录组测序数据分析,有10个GuJAZ基因具有完整的读码框,且这些JAZ基因具有时空表达差异性。干旱胁迫诱导地下部分中的GuJAZ基因上调,GuJAZ1、GuJAZ3、GuJAZ4、GuJAZ5、GuJAZ 6和GuJAZ 10在处理2h组上调最明显,表达量变化趋势与JA含量变化趋势相似。GuJAZ启动子调控元件分析显示GuJAZ1、GuJAZ5、GuJAZ6、GuJAZ 8和GuJAZ 10基因主要受逆境胁迫和光响应元件调控。本研究为优化甘草栽培体系、提升栽培甘草品质、探究GuJAZ基因在甘草中的功能以及对JA合成及调控机制提供研究基础。