疣粒野生稻WRKY基因家族全基因组鉴定和分析

作者：阮孙美; 张攀; 张敏; 曾千春; 张慧; 罗琼^*

来源：植物遗传资源学报, 2023, 1-21.

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20230904001

• 疣粒野生稻
• WRKY转录因子
• OgWRKYs
• 基因组学
• KEGG分析

WRKY转录因子是高等植物中最大的转录因子家族之一，在植物的生长发育和衰老、非生物和生物胁迫等过程中发挥着重要的作用。疣粒野生稻是栽培稻的近缘野生种，具有耐荫、耐旱和高抗白叶枯病等特性，是改良栽培稻的重要基因库。本研究利用HMMER、Pfam、SMART 、TBtools、NCBI软件和在线程序，在疣粒野生稻基因组中鉴定了94个编码WRKY转录因子的基因（OgWRKYs），分布在12条染色体上，1号染色体上最多（23个），5号染色体次之（17个），最少的是10号染色体（2个）。与已报道的稻属11个基因组相比，在疣粒野生稻中没有鉴定到WRKY40和WRKY60的同源基因，之前研究结果为稻属AA染色体组种所特有的 Ib亚组，在GG染色体组的疣粒野生稻基因组中也鉴定到同源基因OgWRKY61。根据WRKY 蛋白所含WRKY 结构域的数量和锌指结构的特征，94个OgWRKYs分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4个组，II组成员最多（52个），与其他物种相似。除含有保守的WRKYGQK七肽序列外，还鉴定到WRKYGHK（1）、WRKYGKK（5）、WRKYGEK（7）、WRRYGQK（1）、WRKYAKK（1）和WRKYSQK（1）变异类型，其中WRKYGHK、WRRYGQK、WRKYAKK和WRKYSQK是植物中首次报道的新变异类型。系统发育和保守基序分析结果表明，疣粒野生稻基因组中OgWRKY基因家族成员具有丰富的多样性。KEGG pathway富集分析发现，有14个OgWRKY转录因子富集在植物-病原互作通路，其中10个同时富集在MAPK信号通路中。进一步结合基因启动子区域顺式作用元件分析结果，推测OgWRKY30b、OgWRKY53、OgWRKY88、OgWRKY96和OgWRKY111可能在疣粒野生稻响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。qRT-PCR 分析结果表明，OgWRKY30b、OgWRKY53、OgWRKY88和OgWRKY111基因的表达均受白叶枯病菌PXO99诱导，而OgWRKY96表达受白叶枯病菌侵染抑制。研究结果对疣粒野生稻中优异OgWRKYs基因资源的挖掘具有重要参考价值。

• 单位
  云南农业大学