小麦TaACO1基因克隆及对生物和非生物胁迫的响应

Cloning of TaACO1 Gene in Wheat and Its Responses to Biotic and Abiotic Stress

摘要

基因ACO1是植物乙烯合成的关键基因。为分析小麦中TaACO1同源基因对必需元素和白粉病的响应模式，以水稻和拟南芥ACO1蛋白序列为基础，通过序列比对和分子克隆获得了小麦TaACO1同源基因序列，并分析了其在高硼、低硼、缺磷和白粉病条件下的表达模式。结果表明，小麦基因组中共有6个TaACO1同源基因，均位于第5同源群，分别命名为TaACO1-5A1、TaACO1-5A2、TaACO1-5B1、TaACO1-5B2、TaACO1-5D1、TaACO1-5D2。6个TaACO1基因均含有2个外显子和1个内含子，编码的蛋白均为疏水性蛋白，预测定位于细胞质；6个TaACO1基因在叶片和茎中高表达，而在根和籽粒中低表达。缺磷处理后，6个TaACO1基因的表达在根中受到抑制而在幼苗中受到诱导。不同浓度硼处理后，TaACO1-5A1、TaACO1-5A2在根和幼苗中均受高浓度硼和低浓度硼诱导，TaACO1-5B1、TaACO1-5B2、TaACO1-5D1和TaACO1-5D2在根中均受低浓度硼诱导，而在幼苗中受高、低浓度硼诱导。白粉病菌接种后6 h和24 h，TaACO1-5D1和TaACO1-5D2表达量显著增加。综上，小麦不同TaACO1基因参与缺磷、高浓度硼和低浓度硼响应，而且TaACO1-5D1和TaACO1-5D2还可能参与抵抗白粉病。

Abstract

ACO1 gene plays important roles in the synthesis of ethylene in plants. In this study, in order to analyze the response pattern TaACO1 homologous genes in wheat to essential elements and powdery mildew stress, in this study, based on the ACO1 protein sequences in rice and Arabidopsis thaliana, the homologous gene sequence of wheat TaACO1 was obtained through sequence alignment and molecular cloning, and its expression patterns under the conditions of high boron, low boron, phosphorus deficiency, and powdery mildew were analyzed. The results showed that six TaACO1 homologous genes were in the wheat genome and all of them were in the fifth homologous group, they were named TaACO1-5A1, TaACO1-5A2, TaACO1-5B1, TaACO1-5B2, TaACO1-5D1, and TaACO1-5D2, respectively. Each TaACO1 gene possessed two exons and one intron. The proteins encoded by the genes were hydrophobic and predicted to be located in cytoplasm. The six TaACO1 genes were highly expressed in leaves and stems, but low in roots and grains. After phosphorus starvation treatment, the expression of six TaACO1 genes were induced in seedlings but suppressed in roots. After the treatments with different concentrations of boron, expression of TaACO1-5A1 and TaACO1-5A2 were induced by high concentration of boron and low concentration of boron in roots and seedlings. Expression of TaACO1-5B1, TaACO1-5B2,TaACO1-5D1,and TaACO1-5D2 were induced by low concentration of boron in roots, while induced by high and low concentration of boron in seedlings. Moreover, after infection by powdery mildew for 6h and 24h, the expression of TaACO1-5D1 and TaACO1-5D2 was significantly increased. In conclusion, different TaACO1 genes in wheat participated in the response to phosphorus starvation, high or low concentration of boron stress, and TaACO1-5D1 and TaACO1-5D2 might participate in defense powdery mildew.

Graphical abstract

关键词

乙烯 / TaACO1基因 / 表达模式 / 缺磷处理 / 硼处理 / 白粉病

Key words

ethylene / TaACO1 gene / expression pattern / phosphorus starvation treatment / boron treatment / powdery mildew

小麦是我国最重要的粮食作物之一，通过遗传改良提升其对不良环境的适应性是提高小麦产量的有效途径。乙烯广泛参与植物胁迫响应^[1-3]。水渍胁迫下，喷施乙烯可以提高孕穗期小麦籽粒氮含量，降低水渍对产量的影响^[4]。低氧条件下，乙烯通过调控根系通气组织，促进根系发育^[5]。

有关植物体内乙烯合成途径已有较多报道^[6-7]。ACC合成酶（1-aminocyclopropane-1-carboxylate（ACC）synthase，ACS）和ACC氧化酶（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase，ACO）是调控乙烯合成的关键酶。ACS是乙烯合成第1步的关键酶，而ACO则负责催化ACC转化为乙烯^[8]。生物和非生物胁迫可以诱导ACO基因的表达，从而启动乙烯合成^[9]。ACO属于非血红素加氧酶超家族，由分散的多基因家族编码，且其表达受环境影响显著^[10]。ACO基因的克隆及对胁迫的响应已被广泛报道^[11-14]。KESAWAT等^[15]研究发现，在小麦中，共有15个TaACO基因，其中，冷胁迫处理下，TaACO5、TaACO10、TaACO12表达量显著增加，热胁迫6 h后，TaACO6、TaACO7、TaACO14、TaACO15表达量显著增加，而在干旱胁迫下，TaACO14、TaACO15的表达量显著增加，表明不同TaACO基因的功能可能存在差异。LUO等^[16]研究发现，在缺水条件下，TaACO基因表达量增加。水稻受水淹后OsACO1转录水平和酶活性随着水淹深度的增加而增加^[17]。大麦中含有2个ACO1的同源基因，而在拟南芥和玉米中均存在2种类型的ACO1同源基因^[18-19]。CHEN等^[20]在小麦高产品种JN177中克隆了1个ACO1同源基因TaACO1，将其转化拟南芥之后发现，增加了拟南芥的盐胁迫耐受能力。

目前，对小麦中ACO1同源基因对必需元素以及白粉病胁迫响应的研究还鲜有报道。因此，本研究以水稻OsACO1和拟南芥AtACO1蛋白序列为基础，在小麦基因组中鉴定并克隆了ACO1的同源基因，分析了其基因结构和表达模式，以确定生物（白粉病）和非生物胁迫（高硼和低硼）下不同TaACO1基因的表达模式，旨在为进一步研究其功能提供参考。

1 材料和方法

1. 1 试验材料

试验所用小麦百农矮抗58由河南科技学院小麦中心提供。mRNA提取试剂、逆转录试剂盒、DNA回收试剂盒、T4 DNA连接酶、感受态细胞均从Takara公司购买。荧光定量使用染料为SYBRgreen （Takara），qRT-PCR分析仪器型号为ABI ViiA7（美国应用生物系统公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 硼处理和白粉病接种方法

高硼（1 mmol/L）和低硼（20 nmol/L）处理是将小麦种子发芽5 d后，移植于2 L的黑色塑料瓶中，分别用含有20 nmol/L和1、0 mmol/L（对照）硼酸的霍格兰德培养液培养7 d，每个处理设置3次重复^[21]。人工气候箱条件光照/黑暗为16 h/8 h，温度为20~25 ℃，相对湿度为60%~70%。将处理后的小麦幼苗组织进行转录组测序。

白粉病接种方法参考ZHANG等^[22]的方法。选取饱满一致的种子进行水培萌发，温度22 °C，光照条件光照/黑暗为16 h/8 h，生长至一叶一心时进行接种。首先用水雾将叶片喷湿，然后用带有白粉包子的繁菌苗进行充分均匀地摩擦。

1.2.2 TaACO1鉴定及生物信息分析

以水稻OsACO1（LOC_Os09g27820.1）和拟南芥AtACO1（AT2G19590.1）蛋白序列为基础，在小麦多组学网站（http://wheatomics.sdau.edu.cn/）中进行序列比对，获得小麦ACO1同源基因的蛋白和基因组序列。参照韦春等^[23]和王作日等^[24]生物信息预测方法，利用MEGA11构建蛋白序列进化树；利用ProtParam和ProtScale分别对蛋白质的基本理化性质和蛋白亲疏水性进行分析；利用在线软件GSDS（http://gsds.cbi.pku.edu.cn/)分析基因结构；利用MEME（https://meme-suite.org/meme/tools/meme）分析小麦TaACO1蛋白的保守基序，并利用Pfam（http://pfam.xfam.org/search）进行结构域功能注释。

1.2.3 TaACO1表达模式分析

在小麦多组学网站（http://wheatomics.sdau.edu.cn/）下载TaACO1基因在根、茎、叶、穗和籽粒以及磷元素胁迫的表达谱数据，利用Clustvis（https://biit.cs.ut.ee/clustvis/）构建其表达热图，并分析表达模式。

1.3 TaACO1基因克隆

利用Trizol的方法提取幼苗根和叶片总mRNA。植物基因组DNA提取采用CTAB的方法。引物（表1）和测序工作由上海生物工程有限公司完成。

1.4 qRT-PCR分析

利用幼苗根和叶片提取总RNA并反转录为cDNA，以cDNA为模版进行qRT-PCR试验。引物由北京擎科生物科技股份有限公司合成（表2）。扩增程序为：95 °C预变性5 min；95 °C变性10 s，60 °C复性1 min，40个循环。以Actin为内参，用2^-∆∆Ct计算表达量。

1.5 数据分析

统计分析采用SPSS 18.0软件，数据处理采用Excel 2011，制图使用软件Origin 2018。

2 结果与分析

2.1 小麦中ACO1同源基因鉴定及理化性质分析

利用Blast P软件将水稻OsACO1和拟南芥AtACO1蛋白序列与小麦全基因组蛋白序列进行比对分析，共鉴定到6个小麦ACO1同源基因，并分别命名为TaACO1-5A1、TaACO1-5A2、TaACO1-5B1、TaACO1-5B2、TaACO1-5D1、TaACO1-5D2（表3）。这6个基因均位于小麦第五同源群，染色体5A、5B和5D各有2个，位于5A染色体上的TaACO1-5A1、TaACO1-5A2编码序列均为957 bp，均编码319个氨基酸，位于5B染色体上的TaACO1-5B1、TaACO1-5B2编码序列均为951 bp，均编码317个氨基酸，位于5D染色体上的TaACO1-5D1、TaACO1-5D2编码序列分别为951 bp和957 bp，分别编码317、319个氨基酸。它们的蛋白等电点变化范围为5.18~5.48，分子质量变化范围为35.50~35.98 ku。

2.2 ACO1基因系统进化分析

为了分析所鉴定的小麦中ACO1同源基因的进化规律，我们利用Blast P软件将水稻OsACO1蛋白序列与小麦祖先种粗山羊草小麦、乌拉尔图小麦、拟斯皮尔托小麦和大麦全基因组蛋白进行比对，结果发现，在每个祖先种中分别获得2个相似性较高的蛋白序列，其中，粗山羊草小麦为AET5Gv20561200.2和AET5Gv20561300.2，乌拉尔图小麦中为TuG1812G0500002671.01.P01和TuG1812G0500002672.01.P01，拟斯皮尔托小麦中为（AE.SPELTOIDES.r1.5BG0439250.1 和AE.SPELTOIDES.r1.5BG0439240.1，大麦为为HvACO1-5H1和HvACO1-5H2。利用所获得的ACO1同源蛋白的序列构建进化树，结果发现（图1），ACO1蛋白分为2类，其中小麦TaACO1-5A1、TaACO1-5B1、TaACO1-5D1与HvACO1-5H1聚为一类，TaACO1-5A2、TaACO1-5B2、TaACO1-5D2和HvACO1-5H2聚为一类。

2.3 小麦TaACO1基因克隆及结构分析

根据基因组序列设计引物并扩增TaACO1基因CDS序列和基因组序列。利用引物TaACO1C进行扩增，测序后获得6条序列，分别与预测的TaACO1-5A1、TaACO1-5B1、TaACO1-5D1、TaACO1-5A2、TaACO1-5B2、TaACO1-5D2的核苷酸序列一致。核苷酸序列分为2类，TaACO1-5A1、TaACO1-5A2和TaACO1-5D1为957 bp，TaACO1-5B1、TaACO1-5B2和TaACO1-5D2为951 bp（表3、图2），与预测结果一致。利用引物TaACO1-G1和TaACO1-G2分别扩增获得TaACO1-5A1、TaACO1-5B1、TaACO1-5D1和TaACO1-5A2、TaACO1-5B2、TaACO1-5D2基因组序列，与CDS序列比对发现，TaACO1-5A1、TaACO1-5B1、TaACO1-D1、TaACO1-A2、TaACO1-B2、TaACO1-D2这6个TaACO1基因均含有2个外显子和1个内含子，但内含子差异较大（图3）

2.4 TaACO1蛋白特性及保守基序分析

蛋白序列比较发现，与TaACO1-5A1、TaACO1-5A2和TaACO1-5D1相比，TaACO1-5B1、TaACO1-5B2和TaACO1-5D2在第269个氨基酸处缺少缬氨酸和谷氨酸（图4）。利用在线软件ProtScale分析了TaACO1蛋白的疏水性，结果表明（表4），6个TaACO1蛋白的疏水性变化范围为-0.336~-0.237，所有TaACO1蛋白均为亲水性蛋白，亲水性最强氨基酸位于264位的脯氨酸和265位的丙氨酸，疏水性最强氨基酸位于297和295位，均为天冬氨酸。6个TaACO1蛋白均不含信号肽和跨膜区域，全部预测定位于细胞质。利用在线分析软件MEME（https://meme-suite.org/meme/tools/meme）分析了小麦6个TaACO1蛋白序列的保守基序，发现每个蛋白均含有9个保守基序（图5）。在Pfam（http://pfam.xfam.org/search）注释后，发现保守基序1、2、3、4分别为为20G-FellQxy、IPNS-like、20G-FellQxy、Clavaminate synthase-like基序，均为20G-Fe（Ⅱ）氧化酶超家族核心基序，其余5个基序未发现相匹配结构域。

2.5 TaACO1基因表达模式分析

从小麦多组学网站（http://wheatomics.sdau.edu.cn/）下载获得6个TaACO1在根（Root_z10、Root_z13、Root_z39）、茎（Stem_z30、Stem_z32、Stem_z65）、叶（Leaf_z10、Leaf_z23、Leaf_z71）、穗（Spike_z32、Spike_z39、Spike_z65）和籽粒（Grain_z71、Grain_z75、Grain_z85）5个组织的表达数据，分析其表达模式，结果表明（图6），TaACO1-5A1在茎中表达量最高，穗中次之，籽粒Grain_z75和Grain_z85最低；TaACO1-5A2在叶片表达量最高，茎次之，籽粒最低；TaACO1-5B1在叶片中表达量最高，茎次之，籽粒和根最低；TaACO1-5B2在茎中表达量最高，叶片次之，在籽粒和根中基本不表达；TaACO1-5D1在穗子中表达量最高，茎次之，而籽粒Grain_z75和Grain_z85微量表达；TaACO1-5D2在茎中表达量最高，叶片次之，籽粒和根中微量表达。综上，6个基因均在叶片和茎中高表达，而在根和籽粒中低表达。

2.6 小麦TaACO1基因对磷元素缺乏响应

从Wheatomics（http://wheatomics.sdau.edu.cn）网站获得了小麦缺磷处理的转录组数据，分析了缺磷条件下，TaACO1-5A1、TaACO1-5A2、TaACO1-5D1、TaACO1-5B1、TaACO1-5B2和TaACO1-5D2在幼苗和根中的表达模式。结果发现，正常生长条件下，6个TaACO1在根中的表达量均显著高于幼苗（P<0.01）；缺磷处理10 d时，6个TaACO1基因在幼苗中的表达量显著增加（P<0.01），而在根中的表达量显著降低（P<0.01）。在不缺磷的根中和缺磷的幼苗中，均为TaACO1-5A2表达量最高和TaACO1-5D1最低（图7）。

2.7 不同TaACO1基因对硼元素胁迫的响应

已有研究表明，ACO1基因在植物逆境适应过程中发挥重要作用，硼是植物生长发育所必须的微量元素，高浓度的硼易致植物中毒，而低浓度的硼则影响植物发育，因此，高浓度硼和低浓度硼均是重要的逆境胁迫。为了研究TaACO1基因对硼胁迫的响应规律，本试验分析了在高浓度硼和低浓度硼条件下，不同TaACO1在根和幼苗中的表达量，结果表明（图8），无论高浓度硼还是低浓度硼都可以诱导TaACO1-5A1和TaACO1-5A2在根和幼苗中的表达量增加；低浓度硼条件下，TaACO1-5B1和TaACO1-5B2在根中高表达，而在幼苗中不表达，高浓度硼条件下，TaACO1-5B1和TaACO1-5B2在根和幼苗均有较高表达；在幼苗中，高浓度硼和低浓度硼均能诱导TaACO1-5D1和TaACO1-5D2表达，而在根中只有低浓度硼可以诱导TaACO1-5D1和TaACO1-5D2表达。

2.8 不同TaACO1基因对白粉病菌的响应

白粉病是小麦的主要病害之一，严重威胁小麦产量。为了分析TaACO1基因对白粉病菌的响应，分析了小麦品种矮抗58接种白粉菌0、6、24 h后，6个TaACO1基因的表达模式，结果显示（图9），6个基因仅TaACO1-5D1和TaACO1-5D2在接种后6 h和24 h表达量增加，且接种后6 h和24 h与接种0 h表达量差异极显著（P<0.01）。TaACO1-5A1、TaACO1-5A2、TaACO1-5B1和TaACO1-5B2在接种后6 h和24 h后表达量与接种0 h的表达量没有显著差异。

3 结论与讨论

干旱、水渍、高盐、病害等非生物与生物胁迫严重威胁全球粮食安全，乙烯作为一种气体激素，在植物非生物和生物胁迫调控过程中发挥重要作用^[25-26]。本研究从小麦中共鉴定到6个TaACO1基因，进化分析显示可以分成2类，序列分析与聚类结果一致，这与前人研究结果一致^[18]。拟南芥AtACO1^[27]、苹果MdACO1^[28]、甘薯SlACO1^[29]均含有2个外显子和1个内含子，本研究也表明6个TaACO1基因都具有2个外显子和1个内含子。6个TaACO1基因等电点和分子量变化范围均较小，且均预测定位于细胞质，表明6个TaACO1基因可能具有类似的生理功能。

已有研究表明，甘薯SlACO1在花期有少量表达，而在果实发育过程中表达量升高^[29]。AtACO1显示了与SlACO1明显不同的表达方式，AtACO1在胚胎、籽粒形成和发芽过程中高表达，在根中也有较高的表达^[30]。本研究表明，5个组织中，6个TaACO1在茎和叶片中均高表达，在根中均低表达，这与PARK等^[30]结果不一致，显示不同作物中TaACO1表达模式也不相同，仍需要进一步研究。

磷和硼元素分别是植物发育必需的大量元素和微量元素^[31]。本研究分析了6个TaACO1基因在磷胁迫下的表达模式，结果表明，在正常条件下，所有6个TaACO1在根中的表达量均显著高于幼苗，而在缺磷时表达均受到抑制，表达量降低，这与OONO等^[32]研究结果一致。低浓度硼影响植物花和果实发育，甚至导致不育^[33]，高浓度硼则易导致植物中毒^[34]。高浓度硼和低浓度硼处理后，TaACO1-5A1和TaACO1-5A2在根和幼苗中均高表达，表明二者受高浓度硼和低浓度硼诱导。低浓度硼条件下，TaACO1-5B1和TaACO1-5B2在根中高表达，而在高浓度硼条件下，他们在根和幼苗均有较高表达，表明TaACO1-5B1和TaACO1-5B2在不同的组织中对硼胁迫响应存在差异。TaACO1-5D1和TaACO1-5D2在根中受低浓度硼诱导表达，在幼苗中受高浓度硼和低浓度硼诱导表达，但高浓度硼诱导表达量更高。这些结果表明，不同TaACO1在高浓度硼和低浓度硼条件下，表达量存在差异，暗示其编码序列的改变可能导致功能分化，但这还需要进行进一步试验验证。

乌拉尔图小麦中，TuACO3与TuMYB46L相互配合，共同调控乌拉尔图小麦乙烯合成，并参与白粉病防御响应^[35]。本研究分析结果表明，接种白粉病菌6 h和2 4h后，TaACO1-5D1和TaACO1-5D2表达量增加，而TaACO1-5A1、TaACO1-5A2、TaACO1-5B1和TaACO1-5B2表达量变化不显著，表明TaACO1-5D1和TaACO1-5D2参与小麦对白粉病菌的响应，揭示不同TaACO1基因在响应白粉病菌时，功能可能存在差异。

参考文献

[1] JOHNSON P R， ECKER J R. The ethylene gas signal transduction pathway：a molecular perspective[J]. Annual Review of Genetics，1998，32：227-254.

[2] WANG F F， CUI X K， SUN Y，et al. Ethylene signaling and regulation in plant growth and stress responses[J]. Plant Cell Reports，2013，32（7）：1099-1109.

[3] WAN L Y， ZHANG J F， ZHANG H W，et al. Transcriptional activation of OsDERF1 in OsERF3 and OsAP2-39 negatively modulates ethylene synthesis and drought tolerance in rice[J]. PLoS One，2011，6（9）：e25216.

[4] 钟剑文. 乙烯对孕穗期和开花期小麦抗渍能力的影响及其生理机制[D]. 南京：南京农业大学，2014.

[5] ZHONG J W. Effect of ethylene on waterlogging resistance of wheat at booting and flowering stages and its physiological mechanism[D]. Nanjing：Nanjing Agricultural University，2014.

[6] 赵玉丹，朱晓颖，徐国娟，等. 乙烯信号传导途径因子OsEIL6调控水稻抗稻瘟病反应[J]. 植物保护，2020，46（4）：12-18.

[7] ZHAO Y D， ZHU X Y， XU G J，et al. OsEIL6 is involved in regulating rice resistance to Magnaporthe oryzae [J]. Plant Protection，2020，46（4）：12-18.

[8] 薛芗，冯志明，曹文磊，等. 乙烯信号参与调控水稻纹枯病抗性的研究[J]. 植物病理学报，2020，50（4）：462-470.

[9] XUE X， FENG Z M， CAO W L，et al. A study on ethylene signaling involving in regulating resistance to rice sheath blight[J]. Acta Phytopathologica Sinica，2020，50（4）：462-470.

[10] WANY A， KUMARI A， GUPTA K J. Nitric oxide is essential for the development of aerenchyma in wheat roots under hypoxic stress[J]. Plant，Cell & Environment，2017，40（12）：3002-3017.

[11] VAUGHAN-HIRSCH J， LI D D， ROIG MARTINEZ A，et al. A 1-aminocyclopropane-1-carboxylic-acid（ACC） dipeptide elicits ethylene responses through ACC-oxidase mediated substrate promiscuity[J]. Frontiers in Plant Science，2022，13：995073.

[12] KHAN S， ALVI A F， SAIFY S，et al. The ethylene biosynthetic enzymes，1-aminocyclopropane-1-carboxylate（ACC） synthase（ACS） and ACC oxidase（ACO）：the less explored players in abiotic stress tolerance[J]. Biomolecules，2024，14（1）：90.

[13] BOLLER T， HERNER R C， KENDE H. Assay for and enzymatic formationof an ethylene precursor,1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid. Planta，1979，145：293-303.

[14] 徐忠传. 成熟猕猴桃果实不同组织中ACC氧化酶基因的表达差异研究[J]. 中国科学技术大学学报，2001，31（2）：235-240.

[15] XU Z C. Study on the differences for the expression of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid xidase in different tissues of ripening kiwifruit[J]. Journal of University of Science and Technology of China，2001，31（2）：235-240.

[16] 李鑫，张美珍，郑翘楚，等. 盐碱胁迫下产ACC脱氨酶促生菌对绿豆插条生根的作用[J]. 河南农业科学，2023，52（7）：52-59.

[17] LI X， ZHANG M Z， ZHENG Q C，et al. Effect of ACC deaminase⁃producing bacteria on rooting of mung bean cuttings under saline⁃alkali stress[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences，2023，52（7）：52-59.

[18] BINNIE J E， MCMANUS M T. Characterization of the 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid（ACC） oxidase multigene family of Malus domestica Borkh[J]. Phytochemistry，2009，70（3）：348-360.

[19] CHEN B C M， MCMANUS M T. Expression of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate（ACC） oxidase genes during the development of vegetative tissues in white clover（Trifolium repens L.） is regulated by ontological cues[J]. Plant Molecular Biology，2006，60（3）：451-467.

[20] KESAWAT M S， KHERAWAT B S， RAM C et al. Genome-wide identification and expression profiling of aconitase gene family members reveals their roles in plant development and adaptation to diverse stress in Triticum aestivum L.[J]. Plants，2022，11（24）：3475.

[21] LUO L， ZHAO P， SU Z，et al. Characterization and potential action mode divergences of homologous ACO1 genes during the organ development and ripening process between non-climacteric grape and climacteric peach[J]. International Journal of Molecular Sciences. 2024，25（2）：789.

[22] MEKHEDOV S I， KENDE H. Submergence enhances expression of a gene encoding 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase in deepwater rice[J]. Plant & Cell Physiology，1996，37（4）：531-537.

[23] DAHLEEN L S， TYAGI N， BREGITZER P，et al. Developing tools for investigating the multiple roles of ethylene：identification and mapping genes for ethylene biosynthesis and reception in barley[J]. Molecular Genetics and Genomics，2012，287（10）：793-802.

[24] HOUBEN M， VAN DE POEL B. 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase（ACO）：the enzyme that makes the plant hormone ethylene[J]. Frontiers in Plant Science，2019，10：695.

[25] CHEN D H， MA X Y， LI C L，et al. A wheat aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase gene，TaACO1，negatively regulates salinity stress in Arabidopsis thaliana [J]. Plant Cell Reports，2014，33（11）：1815-1827.

[26] LEAUNGTHITIKANCHANA S， FUJIBE T， TANAKA M，et al. Differential expression of three BOR1 genes corresponding to different genomes in response to boron conditions in hexaploid wheat（Triticum aestivum L.）[J]. Plant & Cell Physiology，2013，54（7）：1056-1063.

[27] ZHANG J C， ZHENG H Y， LI Y W，et al. Coexpression network analysis of the genes regulated by two types of resistance responses to powdery mildew in wheat[J]. Scientific Reports，2016，6：23805.

[28] 韦春，宋小潘，秦利军. 林烟草（Nicotiana sylvestris）K⁺通道蛋白基因NsAKT 1克隆及生物信息学分析[J]. 种子，2020，39（11）：19-25.

[29] WEI C， SONG X P， QIN L J. Cloning and bioinformatics analysis of the K⁺ channel protein gene NsAKT 1 of Nicotiana sylvestris [J]. Seed，2020，39（11）：19-25.

[30] 王作日，王 超，赵懿琛，等. 朝仓花椒CBL基因家族的鉴定及分析[J]. 种子，2020，39（11）：31-37.

[31] WANG Z R， WANG C， ZHAO Y C，et al. Identification and analysis of CBL gene family of Zanthoxylum piperitum DC. var. inerme Makino[J]. Seed，2020，39（11）：31-37.

[32] VAN DE POEL B， SMET D， VAN DER STRAETEN D. Ethylene and hormonal cross talk in vegetative growth and development[J]. Plant Physiology，2015，169（1）：61-72.

[33] WEN C K. Ethylene in Plants[M]. Dordrecht: Springer，2015.

[34] VANDENBUSSCHE F， VRIEZEN W H， SMALLE J，et al. Ethylene and auxin control the Arabidopsis response to decreased light intensity[J]. Plant Physiology，2003，133（2）：517-527.

[35] DANDEKARI A M，TEO G， DEFILIPPI B G，et al. Effect of down-regulation of ethylene biosynthesis on fruit flavor complex in apple fruit[J]. Transgenic Research，2004，13（4）：373-384.

[36] HAMILTON A J， BOUZAYEN M， GRIERSON D. Identification of a tomato gene for the ethylene-forming enzyme by expression in yeast[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，1991，88（16）：7434-7437.

[37] PARK C H，ROH J， YOUN J H，et al. Arabidopsis ACC oxidase 1 coordinated by multiple signals mediates ethylene biosynthesis and is involved in root development[J]. Molecules and Cells，2018，41（10）：923-932.

[38] VANCE C P， UHDE-STONE C， ALLAN D L. Phosphorus acquisition and use：critical adaptations by plants for securing a nonrenewable resource[J]. New Phytologist，2003，157（3）：423-447.

[39] OONO Y， KOBAYASHI F， KAWAHARA Y，et al. Characterisation of the wheat（Triticum aestivum L.） transcriptome by de novo assembly for the discovery of phosphate starvation-responsive genes：gene expression in Pi-stressed wheat[J]. BMC Genomics，2013，14：77.

[40] CHEN H F， ZHANG Q， HE M L，et al. Molecular characterization of the genome-wide BOR transporter gene family and genetic analysis of BnaC04.BOR1；1c in Brassica napus [J]. BMC Plant Biology，2018，18（1）：193.

[41] BRDAR-JOKANOVI. Boron toxicity and deficiency in agricultural plants[J]. Int J Mol Sci，21：1-20.

[42] HE H G， LIU R K， MA P T，et al. Characterization of Pm68，a new powdery mildew resistance gene on chromosome 2BS of Greek durum wheat TRI 1796[J]. Theoretical and Applied Genetics，2021，134（1）：53-62.

基金资助

河南省科技攻关项目(232102110239)