富民枳WRKY基因家族的鉴定和干旱胁迫表达分析

张珊珊; 阮孙美; 杨文忠

doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20240577

果树学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (3) : 508 -525. DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20240577

富民枳WRKY基因家族的鉴定和干旱胁迫表达分析

张珊珊, 阮孙美, 杨文忠

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摘要

【目的】富民枳（Poncirus polyandra）为柑橘属近缘种，是嫁接时广泛使用的抗性砧木，属云南省特有的极小种群野生植物。WRKY家族是植物中特有且最大的转录因子之一，在植物应对非生物胁迫过程中发挥着重要的作用。研究富民枳WRKY基因家族，为解析富民枳WRKY基因功能以及筛选抗旱基因提供理论依据。【方法】基于富民枳基因组数据，利用生物信息学方法对富民枳WRKY基因家族成员进行全基因组鉴定，系统分析该家族成员的理化性质、序列特征、系统进化关系、染色体定位、共线性、基因结构和顺式作用元件等以及qRT-PCR分析干旱胁迫下的表达模式。【结果】在富民枳基因组中共鉴定到46个WRKY家族基因，命名为PpWRKY1～PpWRKY46，染色体定位分析显示，WRKY家族基因不均匀地分布在9条染色体上。亚细胞定位预测表明，富民枳WRKY家族成员主要定位于细胞核上。WRKY结构域多序列比对分析显示，只有Ⅱc亚组的PpWRKY15和PpWRKY21的典型七肽序列发生单氨基酸变异。共线性分析结果表明，富民枳和枳有88对共线性基因；片段复制是PpWRKY基因家族扩张的主要驱动力。顺式作用元件分析表明，PpWRKY家族基因启动子区域含有大量胁迫类和激素类响应顺式作用元件。基于富民枳近缘种枳的WRKY家族基因在干旱胁迫下的转录组数据，在富民枳中筛选到PpWRKY8、PpWRKY12、PpWRKY13、PpWRKY19、PpWRKY23、PpWRKY27、PpWRKY28、PpWRKY30和PpWRKY41共9个同源抗旱候选基因，最后通过qRTPCR分析表明，这9个基因均受干旱胁迫诱导显著表达。蛋白互作预测结果表明，有12个PpWRKY蛋白可能通过MYB转录因子介导ABA信号参与调控气孔运动来影响植物的耐旱性。【结论】鉴定到9个可能参与调控干旱胁迫的PpWRKY基因，为解析WRKY基因在富民枳干旱胁迫响应中的功能提供新信息，并为培育耐旱柑橘品种提供抗旱基因资源。