白木香ARF基因家族的鉴定及结香表达分析

作者：范思庆; 谢钊启; **欣; 郭敏; 程春松^*

来源：广东农业科学, 2023, 1-16.

• 生长素响应因子
• 白木香
• AsARF
• 基因家族分析
• RNA-seq分析
• 结香机制

【目的】 生长素响应因子（Auxin response factors， ARFs）是生长素信号转导中的重要转录因子，参与植物花果发育、器官形态形成、激素调节和应激反应等生理生化过程。本研究旨在探究AsARF在白木香结香过程中的生物学功能，通过对AsARF基因家族的全基因组鉴定和分析来实现此目的。【方法】本研究利用生物信息学方法对白木香的AsARF基因进行全基因组鉴定和分析，并通过转录组数据分析揭示白木香在受到机械损伤时ARF家族成员的表达模式。【结果】从全基因组水平鉴定了21个白木香ARF基因，并对其进行了系统的生物信息学分析。研究结果显示，这21个ARF基因可以分为五个类群，同一类群的基因具有相似的基因结构和蛋白保守基序，而不同类群的AsARF基因在外显子和内含子的数量上存在显著差异。此外，顺式作用元件分析揭示白木香ARF基因的启动子区域含有大量与光、厌氧和赤霉素等响应元件有关的序列。基因复制和共线性分析结果表明，片段复制事件对于白木香ARF基因家族的进化和扩张起着重要作用。与水稻ARF基因相比，白木香和拟南芥的ARF基因更为密切相关。此外，转录组数据分析表明，白木香在受到机械损伤时AsARF5、AsARF6、AsARF19、AsARF20和AsARF21基因的表达量明显下降。【结论】本研究首次对白木香ARF基因进行了全基因组鉴定，并对其理化性质、系统进化、基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件、基因复制和共线性等进行了详细分析。此外，通过RNA-seq分析探索了AsARF基因在白木香结香过程中的潜在机制。研究结果表明，部分AsARF基因可能参与了白木香结香的防御和生长的动态平衡过程。这些研究结果为深入了解白木香结香机制提供了重要的理论依据。

• 单位
  中国科学院; 江西省、中国科学院庐山植物园