杨树WRKY基因家族鉴定及其干旱胁迫响应模式分析

WRKY是近年来研究较广泛的植物转录因子, 其序列的氨基(N)末端含有高度保守的七肽WRKYGQK, 能够与顺式作用元件W盒[(T)(T)TGAC(C/T)]发生特异性结合, 从而调控下游靶基因的表达。该研究利用生物信息学方法, 对杨树WRKY转录因子进行了序列鉴定、结构分析、染色体定位、结构域分析、系统进化分析和胁迫响应模式分析, 鉴定出杨树WRKY基因家族有122个成员, 分为3大类(34个I类成员、78个II类成员和10个III类成员); WRKY基因染色体定位分析发现, 位于每条染色体的数目各不相同, 并且在9号染色体上没有分布, 表明WRKY基因在染色体上呈现出不均匀分布; 系统发育分析表明, WRKY家族成员形成3个主要进化支, 此外, 结合基因结构分析发现, 位于相同进化支的WRKY基因通常具有相似的基序组成和外显子/内含子结构模式,表明WRKY基因的功能相似性; 转录组分析发现, 62个家族成员表现出上调或下调的差异表达, 可将其划分为5个基因聚类(I、II、III、IV、V), 其中I、III、IV、V这4个聚类中绝大多数基因在干旱胁迫8 h左右表现明显上调, II类在干旱胁迫2~4 h表现明显上调, 而PtWRKY70、PtWRKY81、Pt-WRKY104、PtWRKY108等在干旱胁迫处理后开始明显下调, 表明WRKY基因在响应干旱胁迫的过程中具有重要作用。通过上述研究, 极大丰富了杨树WRKY基因家族以及其应对干旱胁迫的功能, 并为杨树抗旱育种计划提供了候选基因。