《植物生理学报》 2019, 55(12): 1817-1826

芹菜bZIP转录因子基因AgbZIP16的逆境响应分析

沈迪1, 陈龙正2, 陶建平3, 刘洁霞1, 冯凯1, 尹莲1, 徐志胜1, 熊爱生1,*

1南京农业大学园艺学院, 作物遗传与种质创新国家重点实验室, 农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重 点实验室, 南京210095 2江苏省农业科学院蔬菜研究所, 南京210014 3江苏省农业科学院农业设施与装备研究所, 南京210014

通信作者：熊爱生；E-mail: xiongaisheng@njau.edu.cn

摘　要：

以‘六合黄心芹’和‘文图拉’ 2个芹菜(Apium graveolens L.)品种为试验材料, 从中克隆得到一个编码bZIP转录因子的基因AgbZIP16。序列分析表明2个芹菜品种中AgbZIP16基因的核苷酸序列相同, 包含一个长度为1221 bp开放阅读框(ORF), 编码406个氨基酸。序列多重比对及进化树分析表明, bZIP转录因子在植物中具有较高的保守性且在同科植物的进化中比较保守, AgbZIP16与同属伞形科的胡萝卜(Daucus carota) bZIP转录因子进化关系最近。蛋白质理化性质分析表明AgbZIP16蛋白的分子质量为43.12 kDa, 理论等电点(pI)为6.33, 属于亲水性蛋白。 AgbZIP16蛋白的二级结构预测显示该蛋白中包含多个α-螺旋和无规则卷曲。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)结果表明, AgbZIP16基因在芹菜根中表达量最高, 在叶柄中最低, 呈现显著的组织特异性, 同时对高温、低温、干旱和盐胁迫均有响应。 ‘六合黄心芹’中AgbZIP16的表达水平在逆境处理后均下调, 分别在高温、低温、干旱处理24 h和盐处理1 h时达到最低值, 为对照的24%、 2%、 3%和24%。 ‘文图拉’中AgbZIP16的表达水平在高温处理4 h时显著高于对照, 为对照的4.92倍; 低温、干旱及盐处理下其表达量整体呈现先上升后下降的趋势, 在盐处理24 h和干旱处理8 h时表达量显著上调。结果显示多种非生物胁迫可诱导AgbZIP16基因的表达发生变化, 且其在不同芹菜品种中的表达响应具有显著差异。本文研究结果将为进一步开展芹菜bZIP类转录因子的逆境调控研究提供参考。

关键词：芹菜(Apium graveolens); bZIP转录因子; 非生物胁迫; 逆境响应; 表达分析; 组织特异

收稿：2019-04-26   修定：2019-09-12

资助：江苏省农业自主创新资金项目[CX(18)2007]、国家自然科学基金(31272175)、教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-11-0670)和江苏高校优势学科建设项目(PAPD)。