南方农业学报

作者：田玉红, 吉虹菁, 罗堰木, 全岩冰, 黄敏, 李曼菲, 杜何为, 刘睿,

关键词：玉米, ARID转录因子家族, 生物信息学, 鉴定, 表达模式,

【目的】鉴定玉米ARID转录因子家族成员,并进行表达分析,为深入研究ARID转录因子生物学功能及玉米遗传育种提供理论参考。【方法】从拟南芥数据库TAIR获取7个ARID转录因子家族成员的氨基酸序列,与玉米基因组编码蛋白进行同源比对,鉴定出玉米ARID转录因子家族成员,采用生物信息学方法对其理化性质、系统发育进化、启动子区顺式作用元件、生育期组织表达模式和蛋白互作网络等进行预测分析,并用实时荧光定量PCR检测其在激素处理及低温胁迫下的表达模式。【结果】从玉米中共鉴定出12个ARID转录因子家族成员(ZmARID1~ZmARID12),编码的氨基酸数量为448~1875个,均为亲水性蛋白,除ZmARID12外,其余均为不稳定蛋白;ZmARID2、ZmARID4、ZmARID9和ZmARID10蛋白定位于叶绿体和细胞核,ZmARID12定位于叶绿体和细胞质,ZmARID1定位于叶绿体,其余成员均定位于细胞核。玉米ARID家族基因启动子区域不仅含有多种光响应元件(G-box、Sp1、GATA-motif、Box4、MRE、AE-box),还含有茉莉酸甲酯(MeJA)响应元件(CGTCA-motif)、脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)、赤霉素(GA)响应元件(GARE-motif、TATC-box)、生长素(IAA)响应元件(TGA-element、AuxRR-core)和水杨酸(SA)响应元件(TCA-element)。ZmARID1基因在授粉后12 d(12 DAP)的胚乳中表达水平较高;除了ZmARID1和ZmARID3基因外,其余成员在2~4 mm和6~8 mm穗长的原基中均有较高表达;ZmARID3基因在成熟叶片和营养分生组织中表达水平较高;ZmARID5、ZmARID6和ZmARID11基因在成熟叶片中表达水平较高,说明部分家族成员表达具有组织特异性。实时荧光定量PCR检测结果显示,GA处理后,ZmARID12基因的相对表达量较对照显著升高(P<0.05,下同);ABA处理后,ARID家族基因相对表达量显著升高或下降,但IAA、JA、SA和低温胁迫处理后整体呈下降趋势。【结论】玉米ARID家族成员在全生育期具有明显的组织表达特异性,且在响应多种激素和低温胁迫中发挥重要作用。

来源：2023年第10期

《南方农业学报》期刊编辑部

查看南方农业学报杂志2023年第10期