高振華,李漾漾,王 峰,齊明芳,李天來,劉玉鳳
(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院/設(shè)施園藝省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/北方園藝設(shè)施設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心(遼寧),沈陽 110161)
植物生長發(fā)育過程中會(huì)遇到各種逆境脅迫,植物會(huì)通過基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)參與逆境脅迫的反應(yīng)。其中,植物產(chǎn)生一種RNA干擾(RNAi)途徑,以抑制包括脅迫反應(yīng)在內(nèi)的不同生命階段的不同生物過程[1-2]。Dicer-like蛋白是RNAi途徑不可缺少的參與者,Dicer-Like蛋白通過將互補(bǔ)的雙鏈RNA(dsRNA)生成小RNA雙鏈體(21~24個(gè)核苷酸)來啟動(dòng)RNAi過程。植物Dicer-like protein(DCL)蛋白是一個(gè)保守的dsRNA特異性核糖核酸內(nèi)切酶,屬于RNaseⅢ家族,在RNA降解、轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控和抗逆、抗病毒侵染等方面具有重要作用[3]。
DCL家族蛋白是miRNA和siRNA生物合成途徑中的關(guān)鍵成分,它們是將長的雙鏈RNA加工為成熟mi?croRNA的關(guān)鍵[4]。DCL蛋白特異性切割dsRNA或者pre-miRNA(前體RNA),最終產(chǎn)生包括microRNA(miR?NA)以及small/short interfering RNA(siRNA)在內(nèi)的2種非編碼小RNA。這2種小RNA在雙鏈RNA結(jié)合蛋白的作用下以反義單鏈的形式與Argonaute(AGO)蛋白以及其他的核糖核酸酶(RNase)結(jié)合形成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RISC),RISC能夠在AGO的作用下特異性與同源靶標(biāo)mRNA結(jié)合,并降解這些靶標(biāo)mRNA[5]。miRNAs和siRNAs都能誘導(dǎo)RNA沉默,并在調(diào)節(jié)基因組穩(wěn)定性、植物生長發(fā)育以及適應(yīng)逆境方面發(fā)揮重要作用[6]。
番茄中鑒定出7個(gè)DCLs,包括SlDCL1、SlDCL2s、SlDCL3和SlDCL4,共4個(gè)亞類。分析逆境下DCLs蛋白基因的變化,可以更好地理解RNAi途徑在番茄抗逆途徑中起到的作用。
試驗(yàn)于2019年10月在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)北山基地的現(xiàn)代化日光溫室內(nèi)進(jìn)行,供試番茄(Solanum lycopersicum)品種為遼園多麗。試驗(yàn)所用激素ABA、GA、SA、IAA和Me-JA皆為索萊寶公司產(chǎn)品(分析純,濃度大于99.9%)。NaCl為國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品(濃度大于96%),PEG2000(15%)為Sigma產(chǎn)品。
核酸與蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)來自NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)與番茄基因組數(shù)據(jù)庫(http://solgenomics.net),用于蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)分析、蛋白結(jié)構(gòu)域的預(yù)測、染色體定位分析、進(jìn)化樹構(gòu)建與設(shè)計(jì)qRT-PCR引物。
穴盤育苗,待植株長到4葉1心時(shí),移植于12cm×13cm的塑料缽內(nèi),并移至人工氣候室,低溫處理幼苗。低溫處理的植株每晚18∶00將溫度調(diào)至6℃,翌日6∶00將溫度調(diào)至25℃,對照組晝/夜溫度為25℃/15℃。激素與脅迫處理幼苗位于對照組人工氣候室,分別噴施ABA(40mg·L-1)、GA(40mg·L-1)、SA(2mmol·L-1)、IAA(20mg·L-1)、Me-JA(0.1mmol·L-1)、PEG(15%)和NACl(2mmol·L-1),8∶00使用微量噴霧器均勻噴灑番茄全株,以葉面有水珠為準(zhǔn)。持續(xù)處理2d,處理期間光周期均為12h,光照為自然光照(300~600μmol·m-2·s-1),每個(gè)處理15株,3次重復(fù),采用單株取樣,測定葉為完全展開的第4片功能葉,對葉、莖、根、花柄、花萼、花瓣、花托、雄蕊、雌蕊、總花、以及綠熟期、轉(zhuǎn)色期、堅(jiān)熟期和完熟期4個(gè)時(shí)期的果實(shí)中的RNA進(jìn)行提取并鑒定SlDCLs的表達(dá)水平。
1.2.1 番茄SlDCLs蛋白家族成員序列獲得與進(jìn)化樹構(gòu)建在番茄基因組數(shù)據(jù)庫,通過關(guān)鍵詞Dicer-like搜索,得到SlDCLs家族基因的基因號(SlDCL1,Solyc10g005130.2;SlDCL2a,Solyc06g048960.2;SlDCL2b,Solyc11g 008540.1;SlDCL2c,Solyc11g008520.1;SlDCL2d,Solyc11g008530.1;SlDCL3,Solyc08g067210.2;SlDCL4,Solyc07g 005030.2),獲得SlDCLs基因家族成員的CDS序列與蛋白序列。NCBI搜索擬南芥、煙草、馬鈴薯、水稻、葡萄、玉米的基因序列,使用MEGA7構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹。
1.2.2 生物信息學(xué)分析采用在線軟件對SlDCLs蛋白家族成員進(jìn)行理化性質(zhì)分析(ExPASy,https://web.expasy.org/protparam)和蛋白基本結(jié)構(gòu)域預(yù)測分析(http://www.ebi.ac.uk/interpro/search/sequence/),利用TBtools進(jìn)行染色體定位分析[7]。
1.2.3 番茄總RNA提取與DNA提取選取番茄幼苗第4片功能葉分別在處理0,1,4,8,12,24,48h取樣,液氮冷凍,-80℃保存,用于RNA提取。使用康為世紀(jì)植物總RNA提取試劑盒提RNA,1%瓊脂糖凝膠電泳檢測純度和完整性,具有合格OD值以及完整性高的RNA用于cDNA合成。采用PrimeScript?RT Master MiX(Perfect Real Time)(Takara)試劑盒反轉(zhuǎn)錄不同處理的RNA獲得cDNA用于qRT-PCR。采用Vazyme公司的ChamQ Uni?versal SYBR qPCR Master Mix說明書進(jìn)行qRT-PCR,驗(yàn)證各基因在不同脅迫處理中的表達(dá)量。每個(gè)樣品3次重復(fù),以番茄a(bǔ)ctin為內(nèi)參基因,使用2-ΔΔCT值方法計(jì)算DCLs,家族基因在不同脅迫處理下不同處理時(shí)間的相對表達(dá)量。
1.2.4 順勢作用元件預(yù)測與可視化參考番茄基因組數(shù)據(jù)庫(http://solgenomics.net),選取SlDCLs基因上游的2200bp序列作為啟動(dòng)子參考序列,利用PlantCare在線軟件對測序正確的啟動(dòng)子序列進(jìn)行啟動(dòng)子順式作用元件預(yù)測分析,使用TBtools工具進(jìn)行順勢作用元件可視化。
1.2.5SlDCLs基因家族成員的表達(dá)分析為進(jìn)一步了解SlDCLs基因的表達(dá)情況,利用qRT-PCR方法檢測SlDCLs基因在遼源多麗番茄不同逆境和不同組織部位的表達(dá)情況。設(shè)計(jì)SlDCLs基因的定量引物,并以actin基因作為內(nèi)參基因,采用熒光定量qPCR儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn),重復(fù)3次。采用2-△△CT法計(jì)算表達(dá)量,采用Excel和SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和差異顯著性分析。引物序列見表1。
表1 引物序列Table 1 Primer sequence
使用在線軟件對7個(gè)SlDCLs蛋白進(jìn)行基本理化性質(zhì)分析(表2),發(fā)現(xiàn)DCLs都屬于大分子蛋白,其相對分子量都大于5000,氨基酸數(shù)目為1370aa(SlDCL2d)~1914aa(SlDCL1),等電點(diǎn)為5.95(SlDCL1)~7.07(SlDCL2b),為帶負(fù)電荷蛋白,除此之外,SlDCLs都屬于不穩(wěn)定蛋白,親疏水性預(yù)測7個(gè)蛋白的值都為負(fù)值,屬于親水性蛋白。由于DCLs是核蛋白,預(yù)測SlDCLs的亞細(xì)胞位置,發(fā)現(xiàn)SlDCLs可能位于細(xì)胞核,與已經(jīng)報(bào)道的AtDCLs相似[8-11]。
表2 SlDCLs蛋白質(zhì)的基本理化性質(zhì)Table 2 Analysis of basic physical and chemical properties of SlDCLs protein
為了解番茄DCLs在染色體上的分布情況,對7個(gè)番茄DCLs進(jìn)行了染色體定位分析(圖1),發(fā)現(xiàn)7個(gè)DCLs不均勻的分布于5個(gè)不同的染色體上,其中SlDCL1位于10號染色體上,SlDCL2a位于6號染色體,SlDCL2b,SlDCL2c和SlDCL2d位于11號染色體上,SlDCL3定位于8號染色體,SlDCL4在7號染色體上。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)在11號染色體上有基因簇存在的特點(diǎn)。
圖1 番茄DCLs基因家族成員在染色體上的分布Figure 1 Distribution of tomato DCLs gene family members on chromosome
為更好的了解DCLs蛋白的信息,使用InterPro預(yù)測DCLs家族蛋白的保守結(jié)構(gòu)域(圖2)。DCL蛋白主要有DEAD box、RNA解旋酶結(jié)構(gòu)域(Helicase)、PAZ、RNaseⅢ和dsRBD。同一家族蛋白基因基本都有相似的結(jié)構(gòu)域,SlDCL2a、2b、2c和2d缺少dsRBD,而SlDCL3僅具有1個(gè)dsRBD。DEAD box、RNA解旋酶結(jié)構(gòu)域在RNA代謝中起著重要的作用,包括mRNA的修復(fù)、轉(zhuǎn)錄和pre-mRNA和rrRNA的加工、基因的剪接和編輯、RNA穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)和翻譯、調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育[12];PAZ,RNase III和dsRBD結(jié)構(gòu)域在雙鏈RNA結(jié)合和切割中起作用。研究認(rèn)為DCL蛋白的RNaseⅢ和PAZ結(jié)構(gòu)域之間的距離,是miRNA長度的主要決定因素[13]。通過分析得到的SlD?CLs的蛋白結(jié)構(gòu)域,可以明確SlDCLs家族的主要功能,對后續(xù)的研究可以提供理論支持。
圖2 番茄DCL家族成員蛋白結(jié)構(gòu)域Figure 2 Tomato DCL family member protein domain
構(gòu)建番茄、煙草、馬鈴薯、水稻、葡萄、玉米和擬南芥DCLs系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(圖3),番茄與同為茄科的馬鈴薯、煙草的同源性最高,與同為園藝作物的葡萄同源性較高,其次是擬南芥,番茄DCLs與玉米、水稻的DCLs同源性自展值較低,說明番茄與玉米、水稻之間進(jìn)化關(guān)系較低。
圖3 DCLs基因家族成員氨基酸系統(tǒng)進(jìn)化分析Figure 3 Phylogenetic analysis of amino acids of DCLs gene family members
從番茄基因組網(wǎng)站得到SlDCLs各基因啟動(dòng)子上游2200bp左右的啟動(dòng)子序列,通過PLANTCARE在線預(yù)測啟動(dòng)子序列的順式作用元件。并利用作圖軟件進(jìn)行順式作用元件可視化,可在圖4中清楚的看到各響應(yīng)元件所在啟動(dòng)子區(qū)域位置。可以發(fā)現(xiàn)多個(gè)激素響應(yīng)元件和非生物脅迫響應(yīng)元件。SlDCLs的啟動(dòng)子中含有光響應(yīng)元件(sp1、G-box、TCT-motif)最多,這些元件說明SlDCLs基因?qū)饷舾?。此外還含有ABA(ABRE)、Me-JA(CGTCA-motif)、GA(GARE-motif)、IAA(TGA-element)和SA(TCA-element)的激素應(yīng)激響應(yīng)元件,這些元件的存在說明這些基因處在激素調(diào)控的下游,可能在特定的信號通路中發(fā)揮作用。低溫(LTR)、干旱(MBS)和防御應(yīng)激(TC-rich repeats)的作用元件也存在于SlDCLs家族基因的啟動(dòng)子區(qū)域,這些元件的存在說明這些基因在植物應(yīng)對低溫、干旱和其他環(huán)境脅迫過程中起作用,所有成員均含有多個(gè)啟動(dòng)增強(qiáng)(CAAT-box)和核心啟動(dòng)子(TATA-box)元件,說明該家族基因具有較強(qiáng)的表達(dá)潛力。
圖4 SlDCLs啟動(dòng)子順式作用元件可視化Figure 4 Visualization of cis-acting elements of the SlDCLs promoter
由圖5可知,SlDCLs家族在番茄各組織以及各發(fā)育階段的果實(shí)都有表達(dá)。其中,SlDCL1在各組織以及各發(fā)育階段的果實(shí)都有表達(dá),SlDCL1在根莖葉中的表達(dá)量較低,花部位也有較低的轉(zhuǎn)錄水平,在轉(zhuǎn)色期與成熟期的果實(shí)中有很高的表達(dá)量;SlDCL2a在9個(gè)組織與果實(shí)的4個(gè)發(fā)育時(shí)期中都有表達(dá),SlDCL2a在花柄中的表達(dá)量最高,在綠熟期與轉(zhuǎn)色期的果實(shí)中也有較高的表達(dá);SlDCL2b在各組織中的表達(dá)量都較低,果實(shí)中SlDCL2b的含量最高;SlDCL2c在各組織以及各發(fā)育階段的果實(shí)中都有表達(dá),其中在莖,整個(gè)花器官,綠熟期以及堅(jiān)熟期的表達(dá)量最高;SlDCL2d在各組織以及果實(shí)中的表達(dá)量都較低,根中的SlDCL2d的表達(dá)量最高,其余位置的SlDCL2d的表達(dá)量較低;SlDCL3在各組織以及發(fā)育階段的果實(shí)都有表達(dá),其中在花的各個(gè)組織中的表達(dá)量較高,在果實(shí)中低表達(dá)或者不表達(dá);SlDCL4在各組織與發(fā)育階段的果實(shí)中都有表達(dá),除在花托、花瓣中的表達(dá)量較高外,其余部位的表達(dá)量較低。
1.葉;2.莖;3.根;4.花柄;5.花萼;6.花瓣;7.花托;8.雄蕊;9.雌蕊;10.總花;11.綠熟期果實(shí);12.轉(zhuǎn)色期果實(shí);13.堅(jiān)熟期果實(shí);14.完熟期果實(shí)The quantitative data were calculated using 2-ΔΔt,and the different colors in the graphs indicate the level of expression.1.Leaf;2.Stem;3.Root;4.Stalk;5.Calyx;6.Petal;7.Receptacle;8.Stamen;9.Pistil;10.Total flower;11.Green ripening fruit;12.Turning color fruit;13.Firm ripening fruit;14.Complete ripening fruit
由圖6可知,SlDCL1對低夜溫響應(yīng)明顯,0.5h就發(fā)生變化,并在48h內(nèi)持續(xù)高表達(dá);SlDCL2a與SlDCL2d受低夜溫負(fù)調(diào)控,表達(dá)量顯著降低;SlDCL2b與SlDCL2c在低夜溫處理下表達(dá)量明顯增加,對低夜溫響應(yīng)明顯且受低夜溫的正調(diào)控;SlDCL3未發(fā)生明顯表達(dá)量的變化,SlDCL4的表達(dá)量在4~48h持續(xù)受低夜溫的負(fù)調(diào)控。
圖6 SlDCLs在激素、低夜溫、PEG和NACl脅迫下的表達(dá)分析Figure 6 Expression analysis of SlDCLs under hormone,low night temperature,PEG and NaCl stress
NACl處理番茄幼苗后,SlDCL1表達(dá)量0.5h開始增加,并在4h達(dá)到最高值,SlDCL2a在24h內(nèi)表達(dá)量持續(xù)增加,顯著高于0h時(shí)的表達(dá)量;SlDCL2b表達(dá)量在0~48h呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,0.5~12h表達(dá)量持續(xù)降低,SlDCL2c、SlDCL2d和SlDCL4受NACl的負(fù)調(diào)控,表達(dá)量顯著低于0h的表達(dá)量。
在PEG處理番茄幼苗后,SlDCL1和SlDCL2d在0.5h表達(dá)量就開始降低,說明PEG可能抑制SlDCL1與SlDCL2d的轉(zhuǎn)錄水平,PEG促進(jìn)SlDCL2a和SlDCL4的表達(dá),其余SlDCLs變化不顯著。
ABA處理番茄幼苗后,SlDCL1在0.5h做出應(yīng)答,表達(dá)量升高后又迅速降低,SlDCL2d受ABA的負(fù)調(diào)控,0.5~48h內(nèi)的表達(dá)量都低于0h的表達(dá)量。SlDCL4可能間接響應(yīng)ABA,4h才發(fā)生表達(dá)量的變化,且一直處于低表達(dá),SlDCL4間接被ABA抑制。其余SlDCLs變化無明顯規(guī)律。
IAA處理番茄幼苗后,發(fā)現(xiàn)SlDCL1受IAA的負(fù)調(diào)控,在0.5~48h都呈現(xiàn)低表達(dá),IAA可以促進(jìn)SlDCL2b和SlDCL4的表達(dá),SlDCL2a直接響應(yīng)IAA在0.5h表達(dá)量就增加,SlDCL4間接響應(yīng)IAA在8h才增加;其余SlDCLs變化不明顯。
GA處理后,SlDCL2b的表達(dá)被GA促進(jìn),0.5~24h都處于高表達(dá),在24~48h表達(dá)量才開始降低;SlDCL2d和SlDCL3被GA抑制表達(dá),在0.5~48h內(nèi)的表達(dá)量持續(xù)降低,并在48h達(dá)到最低值;其余SlDCLs對GA的響應(yīng)不明顯。
Me-JA處理后,除SlDCL1與SlDCL3的表達(dá)量增加外,其余SlDCLs都呈現(xiàn)出表達(dá)量降低,SlDCL3的表達(dá)量增加明顯,SlDCL3被Me-JA促進(jìn)且直接響應(yīng)Me-JA;SlDCL2s表達(dá)量變化類似,0.5~48h持續(xù)降低,Me-JA抑制SlDCL2s表達(dá)。
SA處理后,SlDCL1表達(dá)量先升高后降低,0.5h的表達(dá)量到達(dá)最高值,隨后表達(dá)量逐漸降低;SlDCL2s表達(dá)量變化不明顯,總體都呈先增加后降低的趨勢;SlDCL3對SA的響應(yīng)最明顯,0.5~48h內(nèi)持續(xù)增加,并在48h達(dá)到最高值;SlDCL4表達(dá)量先增加后降低,在4h達(dá)到最高值后,8~48h表達(dá)量持續(xù)降低。
在水稻、擬南芥等模式植物中都有對DCLs基因家族的鑒定及分析,擬南芥有4個(gè)DCL成員,水稻有8個(gè)DCLs成員等。在本研究中,發(fā)現(xiàn)番茄有7個(gè)DCL成員:SlDCL1、SlDCL2a、SlDCL2b、SlDCL2c、SlDCL2d、SlDCL3和SlDCL4。蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)7個(gè)SlDCLs都為親水的大分子蛋白,亞細(xì)胞定位預(yù)測在細(xì)胞核中,與擬南芥中的研究結(jié)果一致[8-11],說明番茄的DCL可能與擬南芥、水稻的DCLs具有相同功能。分子進(jìn)化樹構(gòu)建分析發(fā)現(xiàn)SlDCLs分為4類,SlDCL1、SlDCL2s、SlDCL3和SlDCL4,其中番茄的DCL家族與水稻DCL家族關(guān)系更近。蛋白結(jié)構(gòu)域預(yù)測發(fā)現(xiàn)番茄DCLs基因家族主要有5個(gè)結(jié)構(gòu)域,包括DEAD box、RNA解旋酶結(jié)構(gòu)域(Heli?case-C)、PAZ、RNaseⅢ和dsRBD,各個(gè)結(jié)構(gòu)域在其他植物中的作用已有報(bào)道[12-14]
對SlDCLs基因家族進(jìn)行表達(dá)規(guī)律分析,發(fā)現(xiàn)SlDCLs在番茄中存在特異表達(dá),SlDCL2a、SlDCL2d和SlDCL3在花托中的表達(dá)量最高,SlDCL2c在堅(jiān)熟期果實(shí)中表達(dá)量最高,SlDCL1在果實(shí)成熟階段的表達(dá)量較高。柑橘果實(shí)中CsDCL1與CsDCL3的表達(dá)量較高,種子中CsDCL4有較高的表達(dá)量[15]。辣椒中的DCLs表達(dá)模式與番茄相似,CaDCLs在花中都有較高的表達(dá)量,CaDCL1在果實(shí)中有較高的表達(dá)量,CaDCL2在除根以外的組織中都高度表達(dá),CaDCL3與CaDCL4在果中表達(dá)量較高[16]。
啟動(dòng)子是植物中重要的調(diào)控元件,在植物基因表達(dá)及生長發(fā)育中起重要作用,高等植物的啟動(dòng)子除含有起始轉(zhuǎn)錄的TATA-box核心區(qū)外,還含有起關(guān)鍵作用的順式作用元件。本研究分析了番茄的啟動(dòng)子順式作用元件,用預(yù)測出的可能響應(yīng)的環(huán)境進(jìn)行處理。本研究表明,SlDCL1直接響應(yīng)低夜溫,48h內(nèi)高度表達(dá);SlDCL2a對滲透脅迫響應(yīng)明顯,無論是鹽脅迫或是干旱脅迫,都有顯著的表達(dá)量變化;SlDCL2b的轉(zhuǎn)錄水平受到NACl的負(fù)調(diào)控,在0.5~12h表達(dá)量持續(xù)降低,后又逐漸恢復(fù)正常水平;SlDCL2c受到低溫以及ABA的正調(diào)控;SlDCL2d受NACl與PEG的負(fù)調(diào)控;PEG可以促進(jìn)SlDCL3和SlDCL4的表達(dá)。辣椒中DCLs對各類逆境也有不同響應(yīng),冷脅迫與PEG促進(jìn)了CaDCL1的表達(dá),而CaDCL3對PEG的響應(yīng)明顯,表達(dá)量顯著增加[16]。黃瓜受滲透脅迫后,除CsDCL2外,所有的CsDCLs在花與莖中高度表達(dá),相反,所有CsDCLs在根、葉和卷須中的表達(dá)水平都較低[17],而番茄葉片中的SlDCL4在滲透脅迫下表達(dá)量增加,SlDCL2d被干旱脅迫抑制,鹽脅迫下SlDCL2a的表達(dá)量上升,發(fā)現(xiàn)番茄DCLs在干旱脅迫下的表達(dá)模式與黃瓜DCLs有所不同。
噴施激素會(huì)引起內(nèi)源激素以及基因表達(dá)量的變化[18]。對番茄幼苗噴施激素后發(fā)現(xiàn):SlDCLs家族對生長素響應(yīng)明顯,外源噴施生長素后除SlDCL1和SlDCL2d表達(dá)量顯著增加;GA處理后,SlDCL2b顯著增加;SlDCL2c在IAA的影響下高度表達(dá);ABA處理對SlDCL2d表達(dá)量的促進(jìn)最為明顯;Me-JA促進(jìn)SlDCL3的轉(zhuǎn)錄;IAA和GA可以促進(jìn)SlDCL4的表達(dá)。辣椒中,激素處理下的CaDCLs也發(fā)生不同變化:ABA和SA促進(jìn)了所有CaDCLs的表達(dá),而MeJA抑制CaDCL3的轉(zhuǎn)錄水平,促進(jìn)其余CaDCLs的表達(dá)[16]。番茄SlDCL3也對Me-JA敏感,說明DCL3響應(yīng)Me-JA且對其敏感。
研究發(fā)現(xiàn)擬南芥和水稻中DCLs族參與RNAi過程從而增加植株對逆境的抵抗能力[19],推測番茄DCL家族也在番茄抵抗逆境中通過RNAi途徑起作用。擬南芥DCL家族中DCL3參與了RNA指導(dǎo)的DNA甲基化(Rd?DM),通過轉(zhuǎn)錄基因沉默響應(yīng)生物和非生物應(yīng)激,生長和發(fā)育信號,在表觀遺傳調(diào)控中發(fā)揮重要作用[8,20]。其中有DCLs中的DCL3與DCL4參與。擬南芥水稻等都發(fā)現(xiàn)在逆境脅迫下SlDCLs及其下游AGOs、RDRs家族基因發(fā)生變化,協(xié)同參與RNAi過程來抵抗逆境脅迫。擬南芥除AtDCL3外,其余基因都對鹽脅迫、干旱、冷脅迫的響應(yīng)明顯,且下游AGOs、RDRs家族基因也有不同程度的變化,而水稻OsDCL2與OsDCL3a對各逆境的響應(yīng)明顯,說明這些基因參與到RNAi過程[18]。
綜上可知,番茄DCL家族能參與響應(yīng)外源激素、低夜溫與滲透脅迫等,可為番茄中SlDCLs的抗逆性研究提供參考,但SlDCLs基因具體的調(diào)控機(jī)制和參與的途徑需要進(jìn)一步探究。