關(guān)鍵詞:王族海棠:Alfin-like家族基因;生物信息學(xué)分析;功能鑒定;鹽脅迫;基因表達(dá)
中圖分類號(hào):S685.99:Q781 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001-4942(2024)06-0016-09
隨著全球氣候變化,極端天氣頻發(fā),植物的生長發(fā)育易遭受各種不利環(huán)境因素如土壤鹽漬化、干旱和極端溫度等引起的非生物脅迫。土壤鹽堿化是影響植物生長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要非生物脅迫因素,而由于耕作管理不合理,這一問題正在不斷惡化。為了在逆境中生存,植物逐漸進(jìn)化出復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制以降低非生物脅迫帶來的損傷,其中誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)是其緩解非生物脅迫的重要生理策略之一。近十年來,隨著高通量測(cè)序、基因組學(xué)等相關(guān)生物技術(shù)的發(fā)展,已在植物中發(fā)現(xiàn)許多受鹽脅迫誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子家族,如DREB、ERF、WRKY、MYB、bZIP及Alfin-like(AL)等。其中AL家族為植物同源域(PHD)鋅指蛋白的重要成員,參與種子萌發(fā)、生殖生長、果實(shí)成熟及維持植物細(xì)胞水分穩(wěn)態(tài)等多種生物過程。
一般而言,植物體中的AL蛋白主要存在3個(gè)特征結(jié)構(gòu)域:由130個(gè)氨基酸殘基組成的N端保守結(jié)構(gòu)域(Alfin結(jié)構(gòu)域),由50個(gè)氨基酸殘基組成的C端保守PHD鋅指結(jié)構(gòu)域(含有Cys4-His-Cys3鋅結(jié)合基序),以及這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域之間稱為V結(jié)構(gòu)域的可變剪區(qū)。PHD鋅指蛋白是典型的環(huán)指蛋白,因此具有E3連接酶活性;此外,有證據(jù)表明PHD鋅指結(jié)構(gòu)域參與介導(dǎo)染色質(zhì)的形成與功能調(diào)節(jié)。如:AtAL5通過介導(dǎo)染色質(zhì)動(dòng)力學(xué)參與擬南芥幼苗在暗反應(yīng)過程中對(duì)茉莉酸(JA)的響應(yīng)。在大豆中,Alfin蛋白GmPHD6可以與除GmPHD2之外的其他GmPHDs形成同源二聚體或異源二聚體,共同發(fā)揮作用。在擬南芥中,Alfin-like蛋白是典型的核蛋白,除AtAL6外的所有AL成員均可與富含G堿基(GTGGNG或GNGGTG)的元素結(jié)合,形成強(qiáng)復(fù)合物,抑制多種負(fù)調(diào)控因子,從而影響擬南芥非生物脅迫耐受性;進(jìn)一步的氨基酸序列分析表明,AtAL6的DNA無法與富含G的元素形成復(fù)合物是由第34、35位兩個(gè)C殘基發(fā)生變異引起的。
AL家族是植物耐鹽性調(diào)控的主要轉(zhuǎn)錄因子家族之一。在紫花苜蓿(Medicago sativa L.)中,Alfin-likel不僅可以促進(jìn)根系生長,還可以在鹽堿條件下通過序列特異性方式結(jié)合DNA來上調(diào)根系中鹽誘導(dǎo)型MsAL2基因的表達(dá)。在線果芥(Conringia planisiliqua)中,CpAL2在提高其耐鹽耐旱性中發(fā)揮著重要作用。
王族海棠(Malus doumeri‘Royalty’)為薔薇科蘋果屬(Malus)落葉喬木,樹姿優(yōu)美,樹形高貴典雅,果實(shí)富含類黃酮、多酚及氨基酸等生物活性物質(zhì),是集觀葉、觀花及用果于一體的景觀經(jīng)濟(jì)樹種。包括王族海棠在內(nèi)的絕大多數(shù)海棠品種雖耐旱、耐寒、耐瘠薄,但耐鹽性較弱,對(duì)土壤中鹽含量敏感性強(qiáng)。本研究對(duì)王族海棠AL家族基因進(jìn)行了全基因組鑒定,并系統(tǒng)分析其進(jìn)化關(guān)系、結(jié)構(gòu)特征和啟動(dòng)子區(qū)順式作用元件,檢測(cè)其在不同器官中的轉(zhuǎn)錄譜,分析其在鹽脅迫下的表達(dá)情況,以期為未來王族海棠的基因工程改良提供理論支持。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料及處理方法
供試王族海棠(Malus doumeri‘Royalty’)種子及植株均由江蘇長景園林有限公司提供。試驗(yàn)于2022年2—10月開展。分別于王族海棠種子、幼苗、根、莖、葉、花、100daa果實(shí)(花后100天的果實(shí))、成熟期果實(shí)共8個(gè)階段取樣,采用TAE緩沖液沖洗后液氮速凍,-80℃保存,用于分析基因表達(dá)的組織特異性。
鹽脅迫試驗(yàn)在常州大學(xué)園藝培養(yǎng)室中進(jìn)行:將王族海堂種子播于海棠專用育苗基質(zhì)中,于培養(yǎng)第60天用200 mL 150 mmol/L NaCl溶液進(jìn)行鹽脅迫(SS)處理,對(duì)照(CK)則澆灌相應(yīng)體積的蒸餾水,并分別在處理0、3、6、12、24 h取樣,采用TAE緩沖液小心沖洗后于-80℃保存,用于qRT-PCR分析。
1.2王族海棠AL家族基因的全基因組分析
1.2.1王族海棠AL家族基因成員的鑒定及蛋白理化性質(zhì)分析為了鑒定王族海棠中潛在的AL蛋白序列,在Phytozome數(shù)據(jù)庫(https://phyto-zome.jgi.doe.gov/pz/portal.html)中下載所有的王族海棠ALs,然后基于擬南芥(Arabidopsis thali-ana)和水稻(Oryza sativa L.)的AL蛋白序列進(jìn)行BLAST搜索(E值-5),擬南芥和水稻的AL蛋白序列通過搜索NCBI數(shù)據(jù)庫下載。使用簡單模塊化架構(gòu)研究工具數(shù)據(jù)庫(http://smart.embl-hei-delberg.de/)檢查候選序列,以鑒定包含Alfn結(jié)構(gòu)域(DUF3594)和PHD鋅指基序的保守AL蛋白序列,從而獲得非冗余的AL家族基因,并命名為MdALs。
采用ExPASy工具(https://web.expasy.org/protparam/)分析推定的MdALs蛋白序列長度、分子量及等電點(diǎn)(pI);采用NCBI的開放閱讀框(ORF)工具(http://www. ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html)確定ORF的長度。
1.2.2王族海棠AL家族成員的系統(tǒng)發(fā)育分析為了比較來自不同物種的AL基因的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,使用序列對(duì)比分析軟件ClustalX對(duì)擬南芥、水稻、玉米、紫花苜蓿和王族海棠的AL基因進(jìn)行多序列比對(duì)。紫花苜蓿和玉米的Alfin1蛋白序列分別從NC-BI數(shù)據(jù)庫中獲取。利用MEGA 7.0軟件采用鄰接法(NJ)構(gòu)建AL蛋白的系統(tǒng)發(fā)育樹,并用1000次重復(fù)測(cè)定bootstrap檢驗(yàn)發(fā)育樹的可靠性。
1.2.3 MdALs基因結(jié)構(gòu)、上游序列分析、染色體定位及蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)分析采用基因結(jié)構(gòu)顯示服務(wù)器GSDS(http://gsds.gao-lab.org/)獲得王族海棠AL家族成員的內(nèi)含子-外顯子特征。從海棠基因組數(shù)據(jù)庫(https://iris.angers.inra.fr/gd-dh13/)下載起始密碼子(ATG)前端1500 bp上游基因組DNA序列,采用PlantCARE數(shù)據(jù)庫(ht-tp://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plant-care/html/)分析MdALs啟動(dòng)子序列中的順式元件。采用Mapinspect軟件(http://www. plant-breeding.wur.nl/uk/software_mapinspect.html)繪制MdALs的染色體遺傳圖譜?;赟TRING數(shù)據(jù)庫(https://string-db.org/cgi/network)測(cè)定MdALs的氨基酸序列以預(yù)測(cè)可行的相互作用蛋白網(wǎng)絡(luò)。
1.2.4 MdALs的基因復(fù)制事件、異義替換/同義替換比值(Ka/Ks)的計(jì)算通過NCBI的BLAST窗口(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)進(jìn)行序列比對(duì)以識(shí)別重復(fù)基因,其中候選基因的相似性和覆蓋率需gt;80%。在遺傳學(xué)中,異義替換與同義替換的比值(Ka/Ks)可用于闡明選擇壓力是否有助于解釋宏觀進(jìn)化模式,用EMBL-EBI中的ClustalW2平臺(tái)(http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/)預(yù)測(cè)旁系同源物,接著基于PAL2NAL(http://www.bork.embl.de/pa12nal/)計(jì)算Ka/Ks值,以檢測(cè)選擇模式并用于計(jì)算復(fù)制事件的大致時(shí)間;Ka/Ks值gt;1、lt;1、=1分別表示正選擇、純化選擇和中性選擇,基因?qū)Φ倪M(jìn)化時(shí)間計(jì)算方法參照Li等的方法。
1.3王族海棠RNA提取、轉(zhuǎn)錄分析及qRT-PCR分析
1.3.1 RNA提取 將王族海棠樣品(250 mg)用液氮快速研磨,按照Trizol總RNA提取試劑盒相關(guān)說明提取總RNA,采用NanoDrop 2000紫外分光光度計(jì)檢測(cè)RNA濃度,采用1.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)RNA質(zhì)量。
1.3.2MdALs基因轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的獲取與表達(dá)分析利用MdALs的氨基酸序列在植物基因組數(shù)據(jù)庫(https://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/pz.portal.html#)下載獲得其轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),將下載文件的格式轉(zhuǎn)換為fastq格式,再通過Trim Galore軟件(http://www. bioinformatics.babraham.ac.uk/pro- jects/trim_galore/)進(jìn)行質(zhì)控。獲得的clean reads序列用RNA-seq數(shù)據(jù)量化軟件kallisto進(jìn)行定量,通過TBtools(https://github.com/CJ-Chen/TBtools)進(jìn)行Heatmap可視化。
1.3.3MdALs的qRT-PCR分析 基于轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果選取王族海棠高表達(dá)Md ALs的組織樣品提取RNA,采用PrimeScripTM RT Reagent Kit withgDNA Eraser逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA逆轉(zhuǎn)錄為cD-NA,并采用無菌水將cDNA稀釋100倍作為后續(xù)實(shí)時(shí)熒光定量分析(qRT-PCR)的模板。采用Premier 5.0軟件設(shè)計(jì)引物(表1),以Actin作為內(nèi)參基因。qRT-PCR的擴(kuò)增體系、擴(kuò)增程序參照文獻(xiàn),使用Light Cycler 96 Instrument熒光定量PCR儀進(jìn)行PCR分析,采用斷層掃描法(2-ΔΔCt)計(jì)算目標(biāo)基因的表達(dá)量。
1.4數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
采用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,采用相應(yīng)在線繪圖工具、R軟件及Origin 10軟件進(jìn)行相關(guān)圖形的繪制。
2結(jié)果與分析
2.1 王族海棠AL家族基因的鑒定及特征分析
基于王族海棠的保守Alfin結(jié)構(gòu)域和PHD鋅指基序進(jìn)行BLAST搜索,共鑒定出11個(gè)MdALs基因,ORF長度在711~1680 bp之間,根據(jù)在1-17號(hào)染色體上的位置分別將其命名為MdAL1—MdAL11(表2)。MdALs蛋白序列長度為231~559個(gè)氨基酸(aa),pl從5.11(MdAL8)到6.96(MdAL9);MdAL1分子量最低,為26.76 kDa,MdAL9分子量最高,為63.65 kDa。
2.2 MdALs的系統(tǒng)發(fā)育分析
為了分析來自不同物種的AL家族基因的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,利用鄰接法基于王族海棠(11個(gè))、玉米(18個(gè))、水稻(9個(gè))、擬南芥(7個(gè))的AL蛋白及紫花苜蓿Alfn1全長序列構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)育樹(圖1)??芍?,46個(gè)Alfn蛋白可分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三組,分別有16、14個(gè)和16個(gè)成員。其中,MdALs僅分布在Ⅰ組和Ⅱ組中,分別包括5個(gè)和6個(gè)MdALs成員;Ⅰ組中的5個(gè)成員與AtAL1和AtAL2關(guān)系較近,Ⅱ組中的MdAL5和MdAL11與AtAL6、AtAL7和紫花苜蓿的Alfin1關(guān)系較近,而其余4個(gè)成員與AtAL4關(guān)系較近。ZmALs和Os-ALs主要分布在Ⅲ組中,分別有11個(gè)和5個(gè)成員,僅各有1個(gè)成員分布在Ⅱ組,另分別有6個(gè)和3個(gè)成員分布在Ⅰ組;擬南芥的AtAL3、AtAIA、AtAL5、AtAL6和AtAL7均存在于組Ⅱ中,AtAL1和AtAL2則存在于組Ⅰ中。
2.3MdALs基因的結(jié)構(gòu)和序列比對(duì)分析
由圖2A可知,MdALs含有4~10個(gè)內(nèi)含子,其中,MdAL1、MdAL2、NdAL3、MdAL4昶MdAL6均有4個(gè)內(nèi)含子,Md AL5和MdAL10均有6個(gè)內(nèi)含子,MdAL8和MdAL11有5個(gè)內(nèi)含子,MdAL7有8個(gè)內(nèi)含子,而MdAL9有10個(gè)內(nèi)含子,是內(nèi)含子數(shù)量最多的成員。多序列比對(duì)結(jié)果(圖2B)表明,MdALs的N端和C端分別存在高度保守的Alfin結(jié)構(gòu)域和PHD鋅指基序。
2.4MdALs啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件分析
對(duì)起始密碼子(ATG)前端的MdALs家族上游啟動(dòng)子區(qū)域分析的結(jié)果(圖3)表明,共預(yù)測(cè)到23類順式作用元件,富含MBS、LTR、TC的重復(fù)序列和ARE元件,分別與干旱誘導(dǎo)、低溫響應(yīng)、防御和脅迫響應(yīng)以及厭氧誘導(dǎo)相關(guān);同時(shí)包含分生組織表達(dá)元件(CAT-box),表明MdALs基因積極響應(yīng)脅迫環(huán)境;此外,還包含與調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育相關(guān)的激素順式作用元件,例如參與茉莉酸甲酯(Me-JA)響應(yīng)的CGTCA基序,與赤霉素響應(yīng)相關(guān)的P-box以及水楊酸響應(yīng)所需的TCA元件。
2.5MdALs的染色體定位、同線性分析和基因復(fù)制事件分析
2.5.1Md ALs的染色體定位、同線性分析 通過MapChart工具進(jìn)行染色體連鎖定位分析,結(jié)果(圖4A)表明,11個(gè)MdALs基因定位在1、4、8、10、13、15號(hào)染色體上,其中,1、4、15號(hào)染色體均包含2個(gè)成員,8、10、13分別包含1、1、3個(gè)成員;從染色體中的基因復(fù)制事件來看,除同一連鎖位置的串聯(lián)重復(fù)基因(MdAL1/MdAL2、MdAL3/MdAL4、MdAL7/MdAL8/MdAL9)外,不同染色體中還有4個(gè)片段重復(fù)基因(MdAL1/MdAL3、MdAL2/MdAL3、MdAL4/MdAL9、MdAL6/MdAL7)。
通過比較分析王族海棠、水稻、玉米和擬南芥AL家族基因的結(jié)構(gòu)構(gòu)建同線性圖以剖析不同物種AL基因間的關(guān)系,由結(jié)果(圖4B)可知,共鑒定出41對(duì)同源基因,其中,王族海棠與擬南芥的同源基因共14對(duì),王族海棠與水稻的同源基因共10對(duì),王族海棠與玉米的同源基因共17對(duì)。此外,檢測(cè)到與MdAL1基因相關(guān)的同源基因呈現(xiàn)一對(duì)多(12個(gè))的共線性,表明MdAL1與擬南芥、水稻和玉米AL家族基因的相關(guān)性高于其他家族成員。
2.5.2MdALs的基因復(fù)制事件分析 重復(fù)的MdALs基因的進(jìn)化時(shí)間采用異義替換(Ks)作為時(shí)間代表加以估計(jì),由表3可知,5對(duì)旁系同源基因的復(fù)制時(shí)間大約發(fā)生在過去11萬~1152萬年。5個(gè)基因?qū)Φ腒a/Ks值均lt;1,表明MdALs基因?qū)κ窃趶?qiáng)烈的負(fù)選擇或純化選擇壓力下進(jìn)化的,其中純化選擇對(duì)于MdALs基因的功能差異至關(guān)重要。
2.6 MdALs基因在王族海棠不同組織中的轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜
通過搜索相應(yīng)的微陣列數(shù)據(jù)檢測(cè)了王族海棠8個(gè)主要器官或組織(種子、幼苗、根、莖、葉、花、100daa果實(shí)、成熟果實(shí))中11個(gè)MdALs成員的表達(dá)水平,結(jié)果(圖5)表明,除MdAL5、MdAL10、MdAL11外,其他MdALs成員在種子、幼苗、根及莖中的表達(dá)水平均較低;除MdAL10、MdAL11外,其他MdALs成員在成熟果實(shí)中的表達(dá)水平皆高于其他組織,尤其MdAL2、MdAL3、MdAL4、MdAL7、MdAL8、MdAL9。
2.7MdALs表達(dá)響應(yīng)鹽脅迫的qRT-PCR分析
如圖6所示,無論有無鹽脅迫,處理0h的MdALs基因表達(dá)水平均較低;CK處理下,MdAL2、MdAL3、MdAL6及MdAL7表達(dá)水平隨著處理時(shí)間的延長,呈升-降-升的變化趨勢(shì),其中MdAL6的表達(dá)在處理6h達(dá)到最高水平,是Oh的22倍。MdAL5、MdAL9及MdAL11表達(dá)水平隨著處理時(shí)間的延長,呈降-升-降的變化趨勢(shì)。
鹽脅迫處理(SS)下,MdAL3和MdAL6的表達(dá)水平分別在處理6h和12h較高:MdAL4的表達(dá)水平隨著NaCl處理時(shí)間的延長呈增加趨勢(shì),在12、24 h處于最高水平,是0h表達(dá)量的近10倍;MdAL11在鹽處理3h時(shí)達(dá)到最高,之后表達(dá)量逐漸下降;MdAL8、MdAL1、MdAL10、MdAL9、MdAL2和MdAL7的表達(dá)水平在各時(shí)間段的波動(dòng)均較小。這些結(jié)果表明主要是MdAL3、MdAL4、MdAL6參與了對(duì)鹽脅迫的響應(yīng),尤其MdAL4。
3討論與結(jié)論
AL轉(zhuǎn)錄因子是雙結(jié)構(gòu)域蛋白,在N端具有Alfin結(jié)構(gòu)域,在C端具有PHD鋅指結(jié)構(gòu)域,參與植物對(duì)脅迫的響應(yīng)和/或耐受性。本研究基于擬南芥和水稻的AL蛋白序列,對(duì)王族海棠的保守Alfn結(jié)構(gòu)域和PHD鋅指基序進(jìn)行BLAST搜索,共鑒定出11個(gè)MdALs基因,其編碼蛋白皆為酸性蛋白,序列長度為231~559aa,分子量為26.76~63.65 kDa。開放閱讀框(ORF)是基因序列的一部分,在DNA序列中具有編碼蛋白質(zhì)潛能,是指從起始密碼子開始至終止密碼子結(jié)束的連續(xù)堿基序列;一般而言,ORF越長往往越容易發(fā)生解離。本研究中,MdALs基因的ORF長度在711~1680bp范圍變化,有些成員間的ORF長度差距較大,這意味著其響應(yīng)環(huán)境變化的敏感度存在較大差異。
本研究基于鄰接法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系表明,王族海棠、玉米、水稻、擬南芥的45個(gè)AL蛋白及紫花苜蓿的Alfinl蛋白可分為三組,MdALs蛋白集中于Ⅰ組和Ⅱ組中,Ⅲ組中沒有MdALs蛋白,這可能是王族海棠在進(jìn)化過程中AL蛋白的堿基發(fā)生突變的緣故。此外,外顯子一內(nèi)含子結(jié)構(gòu)分析表明,MdALs的內(nèi)含子數(shù)皆不超過10個(gè),大多數(shù)為4~6個(gè)內(nèi)含子,這與線果芥CpALs基因的結(jié)構(gòu)特征趨于一致。內(nèi)含子特征與基因進(jìn)化有關(guān),更多和更長的內(nèi)含子往往存在于高表達(dá)的基因中,而內(nèi)含子數(shù)量差異較小表明家族成員間的功能穩(wěn)定性較佳。啟動(dòng)子順式作用元件分析結(jié)果表明,MdALs基因啟動(dòng)子區(qū)富含MBS、LTR、TC的重復(fù)序列和ARE元件,這與在葡萄(Vitis vinifera L.)中的研究結(jié)果基本一致,但VvAL家族沒有響應(yīng)MejA的TGACG基序,這可能是不同植物的N端結(jié)構(gòu)域存在差異的緣故。
進(jìn)化是植物適應(yīng)環(huán)境變化的必然選擇,植物單體基因的共同進(jìn)化往往發(fā)生在具有兩個(gè)以上結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)家族成員中。本研究結(jié)果表明,MdALs在PHD鋅指結(jié)構(gòu)域和Alfin結(jié)構(gòu)域的分布位置表現(xiàn)出高度保守的氨基酸序列,這意味著兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的進(jìn)化過程具有相似性。基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)移和丟失是促進(jìn)基因家族成員功能進(jìn)化的主要驅(qū)動(dòng)力。在胡椒和馬鈴薯中,PHD鋅指基因通過基因復(fù)制,包括轉(zhuǎn)座子復(fù)制、片段復(fù)制和串聯(lián)復(fù)制以誘導(dǎo)進(jìn)化。本研究結(jié)果表明,重復(fù)事件基因?qū)Γ∕dAL1/MdAL3、MdAL2/MdAL3、MdAL4/MdAL9、MdAL6/MdAL7)對(duì)王族海棠的進(jìn)化起著至關(guān)重要的作用,其復(fù)制時(shí)間大約發(fā)生在11萬~1152萬年。這與琴葉擬南芥(Arabidopsis lyrata)、擬南芥(Arabidopsis thaliana)和鹽芥(Thellungiella halophila)中AL蛋白家族的重復(fù)事件相似。
AL轉(zhuǎn)錄因子蛋白的特異性結(jié)合狀態(tài)及功能形式是決定其調(diào)節(jié)能力的基本表征。本研究結(jié)果表明,MdALs成員主要在王族海棠發(fā)育后期的果實(shí)中表達(dá),尤其表現(xiàn)在MdAL2、MdAL3、MdAL4、MdAL7、MdAL8及MdAL9。前人研究表明,紫花苜蓿Alfin1主要在根中高表達(dá),而在其他營養(yǎng)器官中低表達(dá)或不表達(dá);大豆GmPHDs在子葉、莖中的表達(dá)相對(duì)較高,而在根中和種子萌芽期表達(dá)較低。這種表達(dá)模式的差異取決于不同植物AL蛋白的功能多樣化。鹽脅迫是影響土壤可持續(xù)化及植物發(fā)育代謝的典型非生物威脅之一,鹽脅迫會(huì)誘導(dǎo)活性氧等氧化產(chǎn)物累積,引起膜脂過氧化?;趯?shí)時(shí)熒光定量分析表明,與0h相比,鹽脅迫后期MdAL3、MdAL4、MdAL6表達(dá)水平升高,尤其MdAL4,其表達(dá)水平隨著鹽脅迫時(shí)間的延長整體呈增加趨勢(shì)。
綜上表明,王族海棠AL轉(zhuǎn)錄因子家族與植物激素和非生物脅迫密切相關(guān),尤其是MdAL4基因強(qiáng)烈響應(yīng)鹽脅迫。本研究結(jié)果可為揭示MdALs的進(jìn)化和生理功能提供理論依據(jù),也為王族海棠的基因工程改良提供潛在靶點(diǎn)。