高温干旱复合胁迫下铁皮石斛MYB基因家族鉴定及表达分析

田姗姗; 黄诗宇; 杨天为; 高曼熔; 张尚文; 何龙飞; 张向军; 李婷; 石前; 《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：【目的】研究铁皮石斛Dendrobium catenatum MYB(DcMYB)基因转录因子家族成员的结构和功能，鉴定参与高温干旱复合胁迫的主要成员及其表达模式，为今后研究铁皮石斛适应逆境胁迫的生理机制提供参考。【方法】基于铁皮石斛的全基因组与高温干旱复合胁迫处理后的转录组数据，筛选出响应高温干旱复合逆境的关键MYB转录因子，利用生物信息学方法进行分析和鉴定，实时荧光定量PCR分析在不同胁迫处理下的表达模式。【结果】鉴定出38个DcMYBs基因，可分为1R-MYB、R2R3-MYB和3R-MYB三种类型，其中R2R3-MYB占比89%；DcMYBs蛋白长为203-581aa，热稳定性佳，多具亲水性；亚细胞定位预测显示均存在于细胞核中，部分并存于其他细胞器；MEME分析揭示同亚组的MYB基因具有相似的结构特征；DcMYBs进化发育后将其分为19个亚组(D1-D19)；顺式作用元件预测结果表明DcMYBs参与生物、非生物胁迫与激素诱导，DcMYB6、DcMYB15、DcMYB16、DcMYB21、DcMYB23、DcMYB35均含有干旱响应元件MBS，DcMYB6、DcMYB35还具有4个ABA响应元件ABRE；在高温干旱复合胁迫下，R2R3-MYB亚家族基因被显著诱导，关键基因的RT-qPCR验证与转录组数据一致，DcMYB6、DcMYB35在胁迫下上调，DcMYB15、DcMYB16、DcMYB21、DcMYB23下调；外源脱落酸和20% PEG6000处理具有干旱响应元件MBS基因结果显示在处理后都呈现先上升后下降的趋势，这6个基因可能参与ABA信号途径与干旱胁迫的响应。【结论】逆境胁迫下从铁皮石斛中鉴定出38个DcMYBs基因，R2R3-MYB为主要类型，编码蛋白均具有良好的热稳定性和亲水性且预测主要定位于细胞核；DcMYBs基因与拟南芥MYB具有较高的同源性；特定基因被干旱和外源脱落酸显著诱导，其可能参与生物、非生物胁迫与激素诱导，在铁皮石斛逆境生长发育中发挥重要作用。

关键词： 铁皮石斛 高温干旱 MYB转录因子 基因家族鉴定 RT-qPCR验证