杨树HSF家族基因生物信息学与胁迫应答表达分析

  目的  探究小黑杨热激转录因子HSF在应答高温和高盐胁迫时发挥的关键作用。保守结构域和顺式作用元件预测等对杨树HSF转录因子家族基因进行生物信息学分析。本研究以小黑杨为材料,经过37 ℃高温胁迫半个月后观察其形态变化;将小黑杨在37 ℃下分别处理0、12、24、48 h,采用RT-qPCR对小黑杨组织中的PsnHSFs基因进行时空表达分析;将小黑杨于150 mmol/L NaCl胁迫分别处理0、24 h,通过RNA-seq分析PsnHSFs基因的相对表达量变化,并通过RT-qPCR进行验证。  结果  通过结构特征和系统发育比较将29个HSF转录因子家族基因分成A、B和C三个亚家族,各亚家族分别包含18、10和1个HSF基因;HSF编码的氨基酸序列长度介于209 ~ 595之间,均为亲水性蛋白;其N端具有高度保守的DBD结构域,由三个保守基序构成;HSF基因启动子序列中包含DRE core、ABRE和TC-rich等多种顺式作用元件。小黑杨经37 ℃高温处理后其株高仅为对照的76.51%,叶片呈卷曲状,叶表面粗糙,叶面积显著减小且苗干多侧枝柔软无韧性。RT-qPCR与RNA-seq结果表明,PsnHSFs被高温、高盐胁迫诱导表达。高温处理后其株高仅为对照的76.51%,叶片呈卷曲状,叶表面粗糙,叶面积显著减小且苗干多侧枝柔软无韧性。RT-qPCR与RNA-seq结果表明,PsnHSFs被高温、高盐胁迫诱导表达。家族基因以及揭示HSF参与木本植物胁迫应答的分子机制调控具有参考意义。      

杨树转录因子PsnNAC030基因功能

以小黑杨(Populus simonii×P.nigra)组培苗为试验材料,克隆出cDNA片段长度876 bp PsnNAC030基因,并通过生物信息学分析表明该基因蛋白为不稳定的亲水性蛋白且不含跨膜区域,在其N端含有高度保守的NAM结构域,以及基因枪瞬时转化洋葱表皮细胞和自激活试验发现PsnNAC030蛋白不具有跨膜蛋白结构,定位在细胞核中并具有转录自激活性,同时用150 mmol/L NaCl、干旱、37℃、4℃、50μmol/L ABA分别对小黑杨进行胁迫处理,发现PsnNAC030基因能被盐、干旱、高低温、ABA胁迫快速有效诱导表达.