AP2/ERF转录因子家族参与了植物生长发育、抵抗胁迫以及植物激素响应等诸多生物过程,是植物中最重要的转录因子家族之一.该研究基于腐烂病菌侵染后的新疆野苹果(Malus sieversii)全长转录组,使用AP2保守结构域的隐马可夫模型PF00847,鉴定新疆野苹果的AP2/ERF家族成员.利用MEGA6、NCBI CDD-batch、MEME、EXPASY、BUSCA对MsAP2/ERF家族成员进行鉴定、分类和结构分析、理化性质和亚细胞定位分析.通过RNA-seq数据和qRT-PCR实验对差异表达的MsAP2/ERFs基因的表达水平进行分析和验证,旨在鉴定新疆野苹果中潜在具有腐烂病抗性的AP2/ERF家族基因资源.结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得106个AP2/ERF 基因,涵盖全部 AP2(17 个)、ERF(57 个)、DREB(25 个)、RAV(5 个)和 Soloist(2 个)5 个亚家族.(2)进一步的细化分类发现MsERF亚家族包括B1-B6 6个组,而MsDREB亚家族中只有A2、A4、A5、A6共4个组,缺少A1和A3组的基因成员.(3)RNA-seq表达模式分析结果表明,29个MsAP2/ERF基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中MsERF亚家族中差异表达基因数量最多(19个).(4)12个MsAP2/ERF代表基因的qRT-PCR结果表明:8个ERF亚家族基因均受腐烂病病菌诱导显著上调表达,其中B4类ERF成员基因(MsERF40)在腐烂病病菌侵染后5 d表达量上调表达倍数最高;4个MsDREB基因中,3个受到腐烂病病原菌诱导显著上调,1个下调表达;此外,含有TIR保守结构域的MsERF05在腐烂病病菌侵染1 d后上调表达69倍,表明ERF亚家族的MsERF40和MsERF05在新疆野苹果抗腐烂病过程中发挥重要作用.该研究结果为新疆野苹果AP2/ERF基因响应腐烂病的功能和机理研究奠定了基础.

AP2/ERF;新疆野苹果;腐烂病;抗病基因

新疆抗逆植物基因资源保育与利用重点实验室,乌鲁木齐830011;中国科学院大学,北京100049;中国科学院吐鲁番沙漠植物园,新疆吐鲁番838008

[1]赵明奇;刘晓洁;梁玉青;杨瑞瑞;李小双-.新疆野苹果AP2/ERF转录因子家族鉴定与响应腐烂病的表达分析)[J].西北植物学报,2022(06):930-942

PF00847,EXPASY,BUSCA,MsAP2,MsERF,MsDREB,MsERF40,MsERF05

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