农业生物技术学报

作者：江定, 袁凡崇, 孙峰林, 李光光, 雷世康, 郑岩松

单位：1 广州市农业科学研究院,广州 510335;2 广州市农业农村科学院,广州 510335

关键词：菜心,HSF基因家族,系统进化关系,结构特征,顺式作用元件,表达分析,

基金：广东省科技计划项目(2022B0202080001); 广州市科技计划项目(202206010173; 202201010854; 2023B03J1270)

热激转录因子(heat shock transcription factor, HSF)在植物调控热响应过程中发挥着重要作用。为了深入研究菜心(Brassica rapa var. parachinensis) HSF基因的功能,本研究利用生物信息学方法对菜心HSF基因家族及其分子特征进行系统鉴定和分析,并对高温胁迫下的基因表达模式进行分析。结果显示,在菜心全基因组水平上共鉴定到39个HSF家族基因,蛋白质序列长度为140~487 aa,分子质量为16.10~53.82 kD,理论等电点为4. 63~10.08,蛋白亚细胞定位预测有38个菜心HSF蛋白定位在细胞核中。菜心HSF基因家族大多数成员的基因结构相对保守,大多数基因都含有2个外显子和1个内含子,同时具有高度保守的DBD结构域、保守基序和HSF结构域。菜心39个HSFs基因在10条染色体上呈不均匀分布,其中在3号染色体上分布最多。在共线性分析中,菜心共有32个HSFs基因与拟南芥(Arabidopsis thaliana)存在共线性关系。菜心和拟南芥HSF基因的系统进化关系比较分析结果表明,这些HSF基因家族成员可以分为A、B、C 3类,各类群数量不等,并且存在9对直系同源基因和2对旁系同源基因。此外,在菜心HSF基因启动子区域中发现了众多与植物激素和逆境响应相关的顺式作用元件广泛分布。qRT-PCR分析表明,高温胁迫显著诱导了大部分菜心HSF基因的特异表达(P<0.05),其中37个HSF基因表现为上调表达,2个HSF基因表现为下调表达;筛选出了10个在菜心苗期叶片或根系中高度表达的HSF基因,推测这些基因在调控菜心应对热激反应过程中起到重要作用。本研究为了解菜心HSF基因家族的特征,深入分析HSF家族成员在菜心响应高温胁迫中的功能提供理论依据。

来源：2025年第5期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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