巴西橡胶树CAMTA转录因子全基因组鉴定与表达分析

摘要

钙调蛋白结合转录激活因子(Calmodulin-binding transcription activator,CAMTA)是一类存在于真核生物中结构保守的重要钙调素结合蛋白,广泛参与植物的胁迫应答、生长发育及激素信号转导等生物学过程.本文以巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)为研究对象,从全基因组水平鉴定到8个橡胶树HbCAMTA基因,并对这些基因的理化性质、基因结构、表达模式、启动子区调控元件进行分析.结果 显示,该基因家族所有成员均定位于细胞核内,编码蛋白均为亲水性蛋白,分子量在104.34～121.99 kD之间,等电点在5.32～7.83之间;家族基因根据蛋白序列同源性可以分成4个亚组,亚组成员在基因结构、保守基序数目和相对位置等方面具有较高相似性.调控HbCAMTA的miRNA预测分析显示,每个家族成员受到至少3个miRNA调控.表达分析结果显示,HbCAMTA在不同组织的表达有明显的差异,在叶片中随着叶片的发育表达不断上调,在成熟期或变色期达到最高的表达水平;除HbCAMTA2外,乙烯刺激未能显著诱导橡胶树其他CAMTA基因的表达,而低温可以显著诱导HbCAMTA的上调表达.HbCAMTA1是胶乳、叶片、根、树皮、雄花、雌花以及叶片整个发育过程(古铜期、变色期、淡绿期、成熟期)中最高表达的基因家族成员,表明其具有非组织特异性的基础生物学功能.HbCAMTA3在种子中表达水平最高且受低温胁迫诱导显著上调表达,表明其在响应低温胁迫过程中具有重要的作用.HbCAMTA7在大多数组织、乙烯处理、低温胁迫处理以及叶片不同发育时期均是最低表达.本研究初步揭示了橡胶树CAMTA家族成员的理化特征和表达特性,为进一步阐明该基因功能奠定了重要的基础.