石榴低温响应因子CBF基因家族鉴定及其表达分析

CBF（C-repeat binding factor）是AP2家族的一类转录激活因子，在植物响应低温胁迫和提高植物耐寒性方面具有重要作用。虽然多个石榴品种的基因组已经发布，但仍缺乏对其CBF基因家族的全面研究。为全面分析石榴（Punica granatum L.）CBF基因家族分子生物学特性，本文对鉴定到的PgCBFs成员进行了生物信息和表达分析。结果表明，石榴全基因组中有7个CBF基因家族成员，蛋白序列中除包含AP2结构域外，还具有CBF特征序列PKKPAGRxKFxETRHP和DSAWR；7个成员集中分布在染色体1和4上，编码蛋白质氨基酸长度为201~267 aa，分子质量为21.69~29.81 ku；进化分析显示PgCBFs基因家族成员分布在Group Ⅱ~Ⅳ 亚组中，与水稻CBF成员组成的Group Ⅰ存在明显区分；除 PgCBF2、 PgCBF4、 PgCBF5基因结构中含有1~2个内含子外，其余与其他物种类似，属内含子缺失型；编码的蛋白序列均含有保守基序Motif 1~7；蛋白二级结构主要为不规则卷曲和α-螺旋，三级结构较为相似。PgCBFs基因家族扩增主要来源于串联重复，并与拟南芥、苹果、桃分别存在2对、5对和4对共线性关系；GO注释显示PgCBFs多与转录调控、低温胁迫或激素诱导相关；启动子区含有多种顺势作用元件，主要为胁迫刺激、激素诱导和光响应元件；基因表达分析发现除 PgCBF6外，其余成员在根中高度表达，在低温胁迫处理下PgCBF在根和韧皮部表达量显著上调，其中 PgCBF7能够快速响应并持续应答低温诱导。结合进化树、共线性、启动子以及表达分析，推测 PgCBF7可能与石榴幼苗低温胁迫调控相关。本研究可为深入研究石榴CBF基因家族生物学功能提供理论基础。