核桃JrAUX/IAA基因家族鉴定及表达分析

郭兴宇; 张锐; 鱼尚奇; 武鹏雨; 冶倩; 金强; 虎海防; 郭众仲

doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20250314

果树学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (4) : 789 -808. DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20250314

核桃JrAUX/IAA基因家族鉴定及表达分析

郭兴宇, 张锐, 鱼尚奇, 武鹏雨, 冶倩, 金强, 虎海防, 郭众仲

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摘要

【目的】为揭示AUX/IAA（auxin/indole-3-acetic acid）家族的组成、结构和进化过程及在植物激素信号转导通路中的作用，对新露核桃AUX/IAA基因家族进行了生物信息分析并利用转录组数据（RNA-seq）和荧光定量PCR（qRTPCR）对不同时期不同激素处理下的表达模式进行分析。【方法】基于核桃（Juglans reiga）基因组数据库，利用生物信息学方法，在全基因组水平上利用HM-MER 3.0和BLAST软件对核桃AUX/IAA基因家族成员进行鉴定。【结果】共鉴定到了63个核桃AUX/IAA基因，不均匀地分布在16条染色体上，蛋白长度介于90～1296 aa之间；等电点（pI）介于4.79～10.47之间；分子质量介于10.24～144.92 kDa之间，所有家族成员均为亲水性蛋白，亚细胞定位预测结果显示，47个JrAUX/IAA定位于细胞核，12个定位于叶绿体，4个定位于细胞质（JrAUX4/13/40/63）。系统进化树分析将63个基因分为4个亚组（Ⅰ～Ⅳ），同一亚组成员通常表现出相似的基因结构和保守结构域。保守结构域分析显示，63个JrAUX蛋白具有保守的AUX/IAA family、B3 DNA binding domain和Auxin response factor结构域，大部分蛋白含有Aux/IAA family结构域。启动子顺式作用元件分析表明，该家族成员与众多光响应元件及逆境响应、激素应答等响应元件相关。利用转录组数据结合qRT-PCR分析了AUX家族成员在不同时期不同激素处理下的表达模式，结果表明，JrAUX2、JrAUX27在分别经150和200 mg·L^-1IAA处理后与对照相比呈明显上调表达，分别达到对照的50.67和89.95倍，而经200 mg·L^-1NPA处理的JrAUX16表达量差异最为明显，达到对照的89.74倍。【结论】通过基因家族分析并结合qRTPCR验证，推测JrAUX2、JrAUX27可能为影响木质素合成的关键基因，并对木质素沉积基因在不同浓度生长素处理下进行差异表达分析，发现生长素可能参与调控木质素合成通路上相关基因的表达。研究结果为深入研究核桃AUX/IAA基因家族的功能提供了重要的理论依据。