蘋果bHLH轉(zhuǎn)錄因子家族的鑒定及表達(dá)分析.pdf

1、蘋果作為世界上種植面積最廣泛的經(jīng)濟(jì)水果之一，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但是隨著環(huán)境的惡化，一些生物的以及非生物的影響因子對(duì)其產(chǎn)量、品質(zhì)的提高有著一定的制約作用。為了生存發(fā)育，植物的轉(zhuǎn)錄因子通過激活或抑制參與逆境應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)中下游基因的表達(dá)來應(yīng)對(duì)各種脅迫。bHLH(basic helix-loop-helix)轉(zhuǎn)錄因子家族是第二大轉(zhuǎn)錄因子家族，廣泛存在于動(dòng)物、植物以及真核生物中。bHLH轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)保守，并可通過同源或異源二聚體的形式參與多種生理途

2、徑。有研究表明，bHLH轉(zhuǎn)錄因子不僅參與植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程，如調(diào)節(jié)花果，毛狀體和根的發(fā)育，氣孔的形成以及枝條分化等;還可以參與信號(hào)激素等的調(diào)節(jié)過程。而且隨著越來越多的bHLH蛋白的鑒定與功能分類，更表明植物bHLH蛋白還可以參與響應(yīng)其他非生物逆境（如低溫、干旱、高鹽以及氧化脅迫）過程。本研究從蘋果全基因組中鑒定出bHLH轉(zhuǎn)錄因子，利用生物信息學(xué)對(duì)其進(jìn)化關(guān)系進(jìn)行研究，并結(jié)合PCR等分子技術(shù)檢測(cè)bHLH轉(zhuǎn)錄因子在蘋果不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的器官以

3、及高鹽和各種激素處理后的表達(dá)情況進(jìn)行分析，以期對(duì)其功能進(jìn)行初探。本實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果如下:
　　1.通過全基因組數(shù)據(jù)庫(kù)搜索鑒定，共有175條序列被鑒定為蘋果bHLH基因。根據(jù)擬南芥和水稻bHLH基因家族的命名方式，通過多重序列比對(duì)將其命名為MdbHLH001-MdbHLH175。
　　2.與擬南芥bHLH基因進(jìn)行比對(duì)后構(gòu)建進(jìn)化樹，進(jìn)化關(guān)系顯示蘋果bHLH基因可以分為23個(gè)亞家族，各亞家族成員之間的motifs相似，外顯子/內(nèi)含子

4、結(jié)構(gòu)保守，進(jìn)一步驗(yàn)證了進(jìn)化分類關(guān)系。
　　3.同線性分析結(jié)果表明175個(gè)MdbHLHs中有66個(gè)(38％)MdbHLHs參與到的串聯(lián)重復(fù)和大片段復(fù)制事件中，表明串聯(lián)重復(fù)和大片段復(fù)制在蘋果bHLH基因家族擴(kuò)增中發(fā)揮重要作用。
　　4.從第Ⅲ和Ⅳ亞族中隨機(jī)挑選的MdbHLH基因至少在10種器官中的一種中表達(dá)，而且表現(xiàn)出明顯的時(shí)空差異表達(dá)。比如，MdbHLH012優(yōu)先在根部表達(dá)，MdbHLH038和MdbHLH039在幼葉中表達(dá)量

5、較高，MdbHLH021主要在幼果中表達(dá)，MdbHLH002和MdbHLH015優(yōu)先在花芽中表達(dá)而MdbHLH047和MdbHLH048優(yōu)先在老葉中表達(dá)，表明它們?cè)谔O果不同生長(zhǎng)發(fā)育階段發(fā)揮不同作用。
　　5.在高鹽脅迫下，19個(gè)隨機(jī)挑選的MdbHLHs幾乎都表現(xiàn)出不同程度的上調(diào)趨勢(shì)，除了MdbHLH020表現(xiàn)出明顯的下調(diào)趨勢(shì)，表明這些基因在響應(yīng)鹽脅迫的過程中發(fā)揮重要作用。
　　6.在ABA、MeJA、SA、GAs以及Eth處

6、理后，14個(gè)MdbHLHs對(duì)ABA處理表現(xiàn)為上調(diào);13個(gè)MdbHLHs響應(yīng)MeJA模式為上調(diào);SA脅迫下，MdbHLH050表現(xiàn)為下調(diào)，15個(gè)基因表現(xiàn)上調(diào)部分表現(xiàn)出明顯下調(diào);GA處理后，14個(gè)基因響應(yīng)上調(diào)，MdbHLH012和MdbHLH020響應(yīng)模式為下調(diào);Eth處理后，有4個(gè)基因（MdbHLH003，MdbHLH004，MdbHLH015和MdbHLH017）表達(dá)模式為下調(diào)，12個(gè)基因表現(xiàn)為上調(diào)模式。由此推測(cè)，蘋果bHLH轉(zhuǎn)錄因子在