扭果花旗杆bHLH转录因子家族成员鉴定与表达分析

基于扭果花旗杆(Dontostemon elegans Maxim.)转录组数据,鉴定其bHLH转录因子家族成员,并通过生物信息学方法分析该转录因子家族成员的理化性质、保守基序及结构域、系统进化关系、组织表达模式及逆境胁迫表达模式。结果表明:从扭果花旗杆转录组数据库中共筛选出66个bHLH转录因子家族成员,其氨基酸残基数为63~668,理论等电点为pI 4.74至pI 10.17,理论相对分子质量为7396.56~73508.47,65个家族成员属于亲水蛋白,60个家族成员定位在细胞核中;所有家族成员含有motif1和(或)motif2,且都含有保守的bHLH_SF超家族结构域。扭果花旗杆bHLH转录因子家族成员可划分为13个亚家族,亚家族ⅩⅣ含有的扭果花旗杆bHLH家族成员最多(10个)。组织表达模式分析结果表明:扭果花旗杆bHLH基因在不同组织中的相对表达量有所差异,De11684.2214、De11684.23639和De11684.33169在叶中的相对表达量最高,De11684.2906和De11684.31669在茎中的相对表达量最高,De11684.7549在根中的相对表达量最高,De11684.7900在根和叶中的相对表达量接近且显著(P<0.05)高于茎。扭果花旗杆bHLH基因对不同逆境胁迫有不同程度的响应:在150 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,7个bHLH基因的相对表达量在不同时间均显著上调;在250 mmol·L^(-1)聚乙二醇(PEG)胁迫下,6个bHLH基因的相对表达量在2 h时显著下调;在4℃胁迫下,6个bHLH基因的相对表达量在8 h时显著上调。综合分析表明:扭果花旗杆bHLH转录因子家族成员具有bHLH转录因子家族的基本特征;bHLH基因具有组织表达特异性,bHLH家族成员可能参与盐胁迫和低温胁迫的调控过程。

扭果花旗杆组织培养与再生体系的建立

【目的】以扭果花旗杆(Dontostemon elegans)根和下胚轴为外植体,建立扭果花旗杆组织培养体系,为后续遗传转化体系的建立提供技术基础。【方法】以MS培养基为基础培养基,利用萘乙酸(NAA)探究根和下胚轴直接诱导不定芽情况,利用2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、NAA、苯基噻二唑基脲(TDZ)、吲哚丁酸(IBA)进行愈伤组织诱导及分化和不定芽生根试验,统计愈伤组织诱导及分化和不定芽生根情况,确定扭果花旗杆组培体系最佳培养基类型。【结果】(1)由根和下胚轴直接诱导不定芽的最适培养基分别为MS+0.3 mg/L NAA和MS+0.6 mg/L NAA,直接诱导不定芽的最佳外植体为根。(2)扭果花旗杆根和下胚轴都能诱导愈伤组织,其中根系诱导愈伤组织速度最快且状态最佳,其次为下胚轴。根系愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+1.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,诱导率可达100.00%;下胚轴愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+0.3 mg/L 2,4-D+1.5 mg/L 6-BA+1.5 mg/L NAA,诱导率可达100.00%。(3)根系和下胚轴的最佳愈伤组织分化培养基均为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA,分化率分别为100.00%和86.66%。(4)最佳生根培养基为MS+0.5 mg/L IBA,生根率可达50%以上。(5)将组培苗移至土壤后,在光照培养室培养15 d,其存活率可达83.33%。【结论】建立的扭果花旗杆组培体系可获得与实生苗形态一致的组培苗,为扭果花旗杆遗传转化体系的建立奠定了技术基础。

基于扭果花旗杆转录组的NAC家族生物信息学分析

NAC(NAM-ATAF1/2-CUC2)转录因子家族在植物的生长发育及逆境胁迫过程中起着至关重要的作用,目前关于新疆荒漠植物扭果花旗杆的NAC转录因子家族尚未见报道。文章根据扭果花旗杆转录组数据,筛选出17个幼苗期差异表达的NAC类转录因子,并对其蛋白质序列理化性质、亚细胞定位、空间结构预测等生物信息学进行分析。为进一步研究扭果花旗杆NAC家族抗逆特性提供数据,也为研究相关蛋白家族的实验提供了依据。