花椒WRKY基因家族全基因组鉴定及其盐胁迫下表达分析

摘要

[目的]WRKY转录因子是植物特有的调控蛋白，广泛参与调控植物的生长发育、胁迫响应及次生代谢过程。前人对花椒WRKY基因家族分析仅限于转录组层面，本研究在基因组水平上研究WRKY基因家族，为全面理解花椒WRKY基因功能提供理论依据。[方法]利用生物信息学方法，系统鉴定花椒基因组中的WRKY基因家族成员，并对其理化性质、进化关系、基因结构、保守基序、共线性、互作网络、密码子偏好性以及在响应盐胁迫的基因表达模式进行了全面分析。[结果]花椒基因组中共鉴定出289个WRKY基因（ZbWRKY1～ZbWRKY289），不均匀地分布于53条染色体上；系统进化分析将ZbWRKYs分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ这3个亚家族，其中亚家族Ⅱ可进一步分为5个亚组；共线性分析揭示花椒WRKY基因与其它物种间呈现出“一对一”保守型及“一对多”扩增型两种主要的同源基因对模式；蛋白网络互作结果表明ZbWRKY蛋白之间存在复杂的相互作用，其中ZbWRKY109、ZbWRKY217以及ZbWRKY245与其它蛋白互作频繁；顺式作用元件分析表明ZbWRKY基因家族包含响应植物应激反应、植物激素、植物生长和发育相关的多种顺式作用元件；密码子偏好性分析显示花椒WRKY基因整体偏好性较强，主要受自然选择驱动，且其密码子第3位碱基显著偏好使用T与G。基于盐胁迫下的基因表达模式，共筛选出10个ZbWRKY基因在花椒响应盐胁迫过程中可能发挥正调控或者负调控作用。[结论]研究结果为了解花椒WRKY基因家族的进化和功能分化，以及进一步解析花椒WRKY基因的功能及调控机制奠定了重要基础。

关键词

花椒 / WRKY基因家族 / 生物信息学分析 / 盐胁迫 / 表达模式