基于转录组的杉木BES1转录因子家族鉴定和响应干旱表达

摘要

杉木作为中国南方重要的速生商品材树种,分布区广,环境变化差异大,其生长发育受到干旱等多种非生物胁迫的影响。BES1转录因子家族是BR(Brassino steroids)信号的关键响应元件,在BR调控的植物根、茎、叶等器官发育和抗逆能力方面扮演重要角色。本研究在高通量转录组测序获得的数据基础上,结合生物信息学的方法,对杉木BES1转录因子家族的保守结构域、系统发育、理化性质以及在干旱胁迫下的表达进行了分析,为解析杉木BES1基因的功能奠定基础。通过注释和筛选,确定了10个杉木BES1转录因子家族成员,平均编码355个氨基酸,等电点(pI)5.92~9.97,不稳定系数均超过40,对水有较强的亲和性,且亚细胞定位都在细胞核。这10个BES1家族蛋白均含有BES1_N和Glyco_hydro_14结构域,而且系统发育显示和拟南芥一样分为3个亚族,进化较为保守。转录表达谱显示ClBAM7-1和ClBEH1等6个基因在干旱胁迫的根部表达下调,而其中相反的是ClBZR1和ClBAM8-2在干旱胁迫的叶片中却表达上调,说明它们两个在叶片参与对干旱的正向相应,而ClBAM7-2在根部被干旱诱导,表达上调。这表明杉木BES1基因家族的各个成员在不同处理的不同器官中呈现差异表达。本研究在转录水平上对杉木BES1转录因子家族进行了鉴定和表达分析,为后续功能验证和耐旱型优良杉木无性系选育提供基础。