桑树HD-Zip Ⅰ亚家族基因的鉴定及表达分析

摘要

[目的]研究桑树中HD-Zip Ⅰ亚家族成员的进化及结构等特点,明确该家族基因的器官特异性表达模式,阐明ABA及淹水、盐和脱水处理对桑树HD-Zip Ⅰ基因表达水平的影响。[方法]通过桑树基因组数据库鉴定桑树HD-Zip Ⅰ基因,并进行生物信息学分析;利用桑树与拟南芥HD-Zip Ⅰ蛋白的序列比对结果,构建系统进化树;利用桑树RNA-seq数据分析桑树HD-Zip Ⅰ基因的组织/器官特异性表达谱;利用qRT-PCR分析桑树HD-Zip Ⅰ基因在激素及非生物胁迫处理下的表达模式。[结果]共鉴定出14个桑树HD-Zip Ⅰ基因,根据进化关系可进一步将其分为6个分枝,各分枝内的成员具有相似的基因结构及保守基序。RNA-seq数据分析发现,MnHD-Zip 2和MnHD-Zip 6在根、枝条、冬芽、雄花和叶片中均呈现高水平表达。激素处理后的基因表达分析发现,MnHD-Zip 8、MnHD-Zip 9、Mn HD-Zip 11、MnHD-Zip 12和MnHD-Zip 13受到ABA不同程度的上调诱导,桑树其余HD-Zip Ⅰ基因的表达水平均受到ABA不同程度的抑制。非生物胁迫处理表达分析发现,桑树HD-Zip Ⅰ亚家族基因均受到3种非生物胁迫不同程度的诱导表达。[结论]桑树β分枝成员受到盐和脱水胁迫的显著诱导表达,且在各种器官中也有较广泛的高表达,因此,推测这些基因在桑树生长发育及逆境胁迫中均发挥着重要的调控作用。此外,MnHD-Zip 8和MnHD-Zip 12受到了盐、淹水及脱水胁迫的显著诱导,由此推测它们在桑树逆境胁迫响应中具有潜在重要功能。