杨树HSF家族基因生物信息学与胁迫应答表达分析

摘要

【目的】探究小黑杨热激转录因子HSF在应答高温和高盐胁迫时发挥的关键作用。保守结构域和顺式作用元件预测等对杨树HSF转录因子家族基因进行生物信息学分析。本研究以小黑杨为材料,经过37℃高温胁迫半个月后观察其形态变化;将小黑杨在37℃下分别处理0、12、24、48 h,采用RT-qPCR对小黑杨组织中的PsnHSFs基因进行时空表达分析;将小黑杨于150 mmol/L NaCl胁迫分别处理0、24 h,通过RNA-seq分析PsnHSFs基因的相对表达量变化,并通过RT-qPCR进行验证。【结果】通过结构特征和系统发育比较将29个HSF转录因子家族基因分成A、B和C三个亚家族,各亚家族分别包含18、10和1个HSF基因;HSF编码的氨基酸序列长度介于209~595之间,均为亲水性蛋白;其N端具有高度保守的DBD结构域,由三个保守基序构成;HSF基因启动子序列中包含DRE core、ABRE和TC-rich等多种顺式作用元件。小黑杨经37℃高温处理后其株高仅为对照的76.51%,叶片呈卷曲状,叶表面粗糙,叶面积显著减小且苗干多侧枝柔软无韧性。RT-qPCR与RNA-seq结果表明,PsnHSFs被高温、高盐胁迫诱导表达。高温处理后其株高仅为对照的76.51%,叶片呈卷曲状,叶表面粗糙,叶面积显著减小且苗干多侧枝柔软无韧性。RT-qPCR与RNA-seq结果表明,PsnHSFs被高温、高盐胁迫诱导表达。家族基因以及揭示HSF参与木本植物胁迫应答的分子机制调控具有参考意义。