农业生物技术学报

作者：朱森宇, 陈小珺, 马晶晶, 任明杰, 王晶晶, 吴超, 田丰, 刘志高, 樊民亮, 申亚梅

单位：1 浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室/浙江农林大学 风景园林与建筑学院,杭州 311300; 2 浙江省林业科学研究院,杭州 310023

关键词：锌指同源结构域(ZF-HD)转录因子家族,景宁木兰,弱光,基因表达,

基金：浙江省“十四五”育种专项花卉协作组项目(2021C02071-3)

景宁木兰(Magnolia sinostellata)为浙江省特有极小种群,受到冠层遮荫胁迫影响,目前处于濒危状态。锌指同源结构域(zinc finger homeodomain, ZF-HD)是一类在植物发育及生物、非生物胁迫响应过程中发挥重要作用的转录因子。为了明确景宁木兰ZF-HD基因家族在弱光胁迫下的作用机制,本研究利用转录组数据对MsZF-HD家族成员进行鉴定及表达模式解析。基于景宁木兰叶片转录组数据和望春玉兰(M. biondii)基因组数据,本研究鉴定了12个MsZF-HD家族成员,均定位于细胞核,MsZF-HD2b也定位于叶绿体。系统发育分析表明,MsZF-HD家族分为4个亚族,所有成员均含有ZF-HD_dimer结构域,同一亚族成员之间的基序(motif)数量及其类型高度保守。GO分析表明,MsZF-HD家族成员广泛参与景宁木兰的生长发育。组织特异性表达分析表明,大部分MsZF-HD家族成员在景宁木兰叶芽和叶中具有较高表达量,其中MsZF-HD8在茎和叶中均高表达,而MsZF-HD13和MsZF-HD14在花和茎中高表达,说明其参与调控花发育和茎的伸长过程。此外,对遮荫胁迫下MsZF-HDs基因的表达模式进行分析,发现MsZF-HDs对弱光胁迫产生积极响应,其中MsZF-HD1a、MsZF-HD1b、MsZF-HD1c、MsZF-HD2a、MsZF-HD2b以及MsZF-HD14在受到弱光胁迫后显著下调表达(P<0.05);MsZF-HD13在弱光处理21和28 d的基因表达显著上调(P<0.05);MsZF-HD11、MsZF-HD12和MsZF-HD8在弱光处理7 d的基因表达显著上调(P<0.05),之后则呈下调趋势。本研究对景宁木兰ZF-HD家族成员进行了鉴定,并发现其在叶片、茎等组织中对弱光胁迫存在显著表达响应;筛选到MsZF-HD13与MsZF-HD8可能是景宁木兰响应遮荫,协调生殖生长、茎伸长及叶片衰老等过程的关键基因。本研究为解析景宁木兰遮荫响应机制提供理论依据。

来源：2024年第8期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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