毛竹HB转录因子调控木质素的生物合成

摘要

同源异型盒(homeobox,HB)蛋白是一类重要的转录因子,在植物生长发育的各个方面起着重要的调控作用,然而对竹子中HB的功能了解甚少.该研究在毛竹中鉴定了115个HB基因(PeHB001～PeHB115),分为13个不同的亚类,各亚类成员的数量在2～ 24.在115个PeHBs中共发现20个保守基序,其中基序1最为常见.GO分析表明,有19个PeHBs被注释为参与木质部发育、木质部和韧皮部形态形成.基因共表达网络分析显示,这19个PeHBs中有10个具有共表达相关性,其中3个属于KNOX亚类的枢纽蛋白与MYB、bHLH和OVATE互作,并通过酵母双杂交得到了验证.转录组表达谱显示,除PeHB017外,其它所有PeHBs均检测到表达,其中有90个PeHBs在所有组织中均有表达.对19个PeHBs表达定量分析结果显示,随着笋高度的增加,大部分PeHBs的表达量均上调.此外,在参与木质素合成的关键基因(Pe4CL、PeC3H、PeCCR、PeCOMT)的启动子中均有KNOX的结合位点,这些基因与5个KNOX基因的表达呈正相关.对冬笋贮藏过程中的基因表达与木质化的研究也得到了类似的结果.该研究为揭示PeHBs在竹子木质化过程中的功能,实现人为调控木质素组分、含量具有重要参考价值.