玉米ARID转录因子家族鉴定及表达分析

• 作者: 田玉红 吉虹菁 罗堰木 全岩冰 黄敏 李曼菲 杜何为 刘睿 长江大学生命科学学院
• 来源期刊: 南方农业学报
• 关键词: 玉米 ARID转录因子家族 生物信息学 鉴定 表达模式
• 年，卷（期）: 2023,（10）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种 种质资源 分子生物学
• 页码范围: 6-15
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

【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。