蘋果bHLH轉錄因子家族的鑒定及表達分析.pdf

1、蘋果作為世界上種植面積最廣泛的經濟水果之一，具有較高的營養(yǎng)價值。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其產量、品質的提高有著一定的制約作用。為了生存發(fā)育，植物的轉錄因子通過激活或抑制參與逆境應答網絡中下游基因的表達來應對各種脅迫。bHLH(basic helix-loop-helix)轉錄因子家族是第二大轉錄因子家族，廣泛存在于動物、植物以及真核生物中。bHLH轉錄因子結構保守，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轉錄因子不僅參與植物的生長發(fā)育過程，如調節(jié)花果，毛狀體和根的發(fā)育，氣孔的形成以及枝條分化等;還可以參與信號激素等的調節(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轉錄因子，利用生物信息學對其進化關系進行研究，并結合PCR等分子技術檢測bHLH轉錄因子在蘋果不同生長發(fā)育階段的器官以

3、及高鹽和各種激素處理后的表達情況進行分析，以期對其功能進行初探。本實驗獲得的結果如下:
　　1.通過全基因組數據庫搜索鑒定，共有175條序列被鑒定為蘋果bHLH基因。根據擬南芥和水稻bHLH基因家族的命名方式，通過多重序列比對將其命名為MdbHLH001-MdbHLH175。
　　2.與擬南芥bHLH基因進行比對后構建進化樹，進化關系顯示蘋果bHLH基因可以分為23個亞家族，各亞家族成員之間的motifs相似，外顯子/內含子

4、結構保守，進一步驗證了進化分類關系。
　　3.同線性分析結果表明175個MdbHLHs中有66個(38％)MdbHLHs參與到的串聯(lián)重復和大片段復制事件中，表明串聯(lián)重復和大片段復制在蘋果bHLH基因家族擴增中發(fā)揮重要作用。
　　4.從第Ⅲ和Ⅳ亞族中隨機挑選的MdbHLH基因至少在10種器官中的一種中表達，而且表現(xiàn)出明顯的時空差異表達。比如，MdbHLH012優(yōu)先在根部表達，MdbHLH038和MdbHLH039在幼葉中表達量

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

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