刺梨WRKY基因家族鉴定及其在不同组织中的表达分析

摘要

WRKY是植物中一类重要的转录因子，参与植物的生长发育和衰老调控以及响应生物和非生物胁迫。本研究基于刺梨不同组织的转录组测序数据，鉴定刺梨WRKY家族成员，并分析了家族成员间的进化关系、受选择压力水平、序列保守结构域特点以及在不同组织中的表达情况。本研究共鉴定58个刺梨WRKY转录因子，依据拟南芥的分类方法，可分为Ⅰ（11个）、Ⅱ（36个）、Ⅲ（11个）三个家族，Ⅱ家族包含Ⅱa（3个）、Ⅱb（6个）、Ⅱc（13个）、Ⅱd（7个）和Ⅱe（7个）五个亚组，RrWRKY58游离在三个家族之外。刺梨58个WRKY蛋白序列长度介于145～1 526 aa,分子量介于16.94～172 842.37 kD之间，等电点介于4.61～9.84。其中RrWRKY31、RrWRKY32、RrWRKY47、RrWRKY48和RrWRKY56在WRKY结构域中的保守七肽WRKYGQK处发生了变异。选择压力分析表明，Ⅰ组、Ⅱ组中Ⅱa和Ⅲ组受到强烈的正选择作用（dn/ds＞1），而Ⅱ组中的Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe均显著受到纯化选择作用（dn/ds＜1）。通过分析刺梨WRKY基因在茎、叶、花、幼果和成熟果实中的表达情况，获得的45个基因在5个组织中均有不同程度的表达（TPM＞0.1）。RrWRKY01、RrWRKY04、RrWRKY06、RrWRKY12、RrWRKY14和RrWRKY34六个基因在各器官组织中表达量相对较高（TPM＞20），表明这些基因可能参与调控刺梨的茎、叶、花以及果的生长发育过程。在茎中表达丰度高的基因（TPM＞50）最多（12个），其次分别是叶（8个），花（7个），幼果（7个）以及成熟的果实（6个）。本研究为进一步研究刺梨WRKY基因的功能奠定了基础。