陆地棉WRKYⅠ亚家族成员的鉴定与表达分析

摘要

WRKY转录因子参与植物生长发育以及胁迫响应等生命活动的调控。尽管棉花GhWRKY的研究已有报道,但有关GhWRKYⅠ亚家族成员的功能还知之甚少。研究聚焦陆地棉(Gossypium hirsutum)GhWRKYⅠ亚家族成员的全基因组鉴定,以期筛选到参与棉花种子萌发调控的GhWRKY成员;基于陆地棉基因组数据库,应用组学工具对陆地棉GhWRKYⅠ亚家族成员进行鉴定,分析基因结构、蛋白保守基序、保守结构域和蛋白理化性质以及进化关系;基于转录组数据分析GhWRKYⅠ成员在不同组织和5种非生物胁迫下的表达谱;定量PCR(qPCR)检测候选GhWRKY在发育种子的表达特性。结果表明,从陆地棉基因组共鉴定到35个GhWRKYⅠ亚家族基因,不均匀分布于A和D亚基因组的19条染色体上;GhWRKYⅠ蛋白由331~769个氨基酸组成,均为亲水性蛋白并定位于细胞核;GhWRKYⅠ亚家族基因具有3~6个外显子和2~5个内含子。GhWRKY3、GhWRKY6、GhWRKY7、GhWRKY11、GhWRKY12和GhWRKY15未检测到5'-UTR,其余29个GhWRKYⅠ亚家族基因则含有5'-UTR和3'-UTR。仅发现GhWRKY11蛋白C端WRKY保守结构域WRKYGQK序列突变为WRNYGQK,GhWRKYⅠ亚家族成员存在着3种不同的进化方向。转录组数据分析表明,GhWRKYⅠ家族成员在不同组织以及应对不同非生物胁迫呈现差异化表达模式。qPCR分析揭示,GhWRKY24在棉籽萌发72 h内持续上调表达,预示着GhWRKY24可能参与调控棉籽萌发过程。