決登偉，桑雪蓮，舒 波，劉麗琴，王一承，石勝友

（中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所/農(nóng)業(yè)部熱帶果樹(shù)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524091）

玉米WRKY轉(zhuǎn)錄因子非生物脅迫的表達(dá)分析

決登偉，桑雪蓮，舒 波，劉麗琴，王一承，石勝友

（中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所/農(nóng)業(yè)部熱帶果樹(shù)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524091）

WRKY蛋白是一類植物特異的轉(zhuǎn)錄因子家族，在植物響應(yīng)病害及非生物脅迫中起重要作用。通過(guò)生物信息學(xué)方法，從玉米基因組中得到3個(gè)WRKY家族基因序列（ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like、ZmWRKY62-like），預(yù)測(cè)表明3個(gè)蛋白都定位于細(xì)胞核。熒光定量PCR分析表明，3個(gè)基因在玉米的不同器官中都有表達(dá)，但具有組織表達(dá)特異性。ZmWRKY14-like和ZmWRKY62-like在幼果中的表達(dá)量均顯著高于在其他組織中的表達(dá)量，ZmWRKY25-like基因在葉、穗絲和幼果中的表達(dá)量高于在其他組織中的表達(dá)量。鹽脅迫下，ZmWRKY25-like基因呈上調(diào)表達(dá)，ZmWRKY62-like基因呈下調(diào)表達(dá)；干旱脅迫下，ZmWRKY62-like基因出現(xiàn)下調(diào)表達(dá)；低溫脅迫下，ZmWRKY25-like基因呈上調(diào)表達(dá)。結(jié)果表明，ZmWRKY25-like可能參與了植物對(duì)鹽和低溫脅迫的響應(yīng)，ZmWRKY62-like基因則可能參與了植物對(duì)鹽和干旱脅迫的響應(yīng)。

玉米；WRKY轉(zhuǎn)錄因子；干旱；鹽脅迫；低溫

WRKY是植物體中最大的轉(zhuǎn)錄因子之一，廣泛分布于植物中，與其他轉(zhuǎn)錄因子一樣，WRKY蛋白通過(guò)特異性結(jié)合啟動(dòng)子區(qū)域的W-Box來(lái)調(diào)控基因表達(dá)［1］。1994年，第1個(gè)WRKY轉(zhuǎn)錄因子（SPF1）從甘薯中被鑒定出來(lái)［2］，隨后陸續(xù)在眾多植物中發(fā)現(xiàn)，且其數(shù)目從低等植物到高等植物呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。例如，油菜 （Brassica napus L.）中有46個(gè)WRKY轉(zhuǎn)錄因子成員［3］，黃瓜（Cucumis sativus）中有57個(gè)［4］，麻風(fēng)樹(shù)（Jatropha curcas）中有58個(gè)［5］，蓖麻（Ricinus communis L.）中有58個(gè)［6］，擬南芥（Arabidopsis thaliana）中有72個(gè)［7］，白梨（Pyrus bretschneideri）中有103個(gè)［8］，白楊（Populus trichocarpa）有105個(gè)［9］，谷子（Setaria italica）有105個(gè)［10］，水稻（Oryza sativa）中有109個(gè)［11］，棉花（Gossypium）中有109～112個(gè)［12］，玉米（Zea may L.）中有136個(gè)［13］，大豆（Glycine max）中有197個(gè)［14］。

WRKY蛋白都包含1個(gè)或者兩個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域，包括N-端高度保守的WRKYGQK七肽及C-端的鋅指結(jié)構(gòu)（Cx4-7Cx22-23HxH/ C）。根據(jù)WRKY結(jié)構(gòu)域的數(shù)目及鋅指結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)可將WRKY蛋白劃分為3個(gè)主要類型。第Ⅰ類有兩個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域，鋅指結(jié)構(gòu)類型為C2H2，第Ⅱ、Ⅲ類只含有1個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域。其中，第Ⅲ類成員的鋅指結(jié)構(gòu)類型為C2HC，而第Ⅱ類為C2H2。根據(jù)進(jìn)化關(guān)系及WRKY結(jié)構(gòu)域中某些氨基酸基序不同，第Ⅱ類WRKY轉(zhuǎn)錄因子又可細(xì)分為5個(gè)小類（a～e）［15］。

WRKY轉(zhuǎn)錄因子參與植物多種生理生化過(guò)程，如應(yīng)對(duì)生物和非生物脅迫，參與葉片衰老、發(fā)育和次生代謝等［16］。植物在受到外界傷害后，通過(guò)SA和JA等防衛(wèi)反應(yīng)信號(hào)途徑激活植物防衛(wèi)基因的表達(dá)，從而對(duì)逆境脅迫產(chǎn)生抗性反應(yīng)。大量證據(jù)表明，SA和JA分別介導(dǎo)活體營(yíng)養(yǎng)型病原菌和死體型病原菌兩條不同的防衛(wèi)應(yīng)答信號(hào)途徑，多數(shù)情況下這兩種信號(hào)途徑是相互拮抗的，有時(shí)也存在協(xié)同作用，有些WRKY蛋白處于兩種信號(hào)途徑的調(diào)節(jié)交叉點(diǎn)上，如AtWRKY70既可以激活SA介導(dǎo)的抗病信號(hào)途徑，同時(shí)也能抑制JA介導(dǎo)的信號(hào)途徑，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)擬南芥抗病反應(yīng)的調(diào)控［17］。同樣，WRKY家族基因在響應(yīng)植物非生物脅迫中也發(fā)揮重要作用。在擬南芥中，AtWRKY25和AtWRKY33呈現(xiàn)鹽促進(jìn)表達(dá)，且異源表達(dá)這兩個(gè)基因增強(qiáng)了植物對(duì)NaCl的耐性［18-19］。在水稻中，過(guò)表達(dá)OsWRKY45促進(jìn)擬南芥對(duì)干旱的耐性，OsWRKY8異源表達(dá)促進(jìn)擬南芥對(duì)滲透的耐性，OsWRKY72的異源表達(dá)則會(huì)影響根的生長(zhǎng)和逆境耐性［20］。另外，OsWRKY89的過(guò)表達(dá)促進(jìn)植株對(duì)紫外線的抵御［21］，過(guò)表達(dá)OsWRKY11增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因植株對(duì)高溫的耐性［19］。在白梨的103 WRKY基因中，44個(gè)PbWRKY在干旱處理下呈上調(diào)表達(dá)［8］。高粱（Panicum miliaceum L.）中，10個(gè)PmWRKY基因的表達(dá)受到干旱脅迫誘導(dǎo)，16個(gè)PmWRKY基因的表達(dá)受到低溫脅迫誘導(dǎo)［22］。

玉米是當(dāng)今世界重要的糧食作物之一，亦是重要的飼料和工業(yè)原料作物，在世界糧食總產(chǎn)量中居首位［23］。中國(guó)作為世界第二大玉米生產(chǎn)國(guó)，近30多年來(lái)玉米生產(chǎn)發(fā)展非常迅速，總產(chǎn)量也呈逐年上升趨勢(shì)。世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)（FAOSTAT）顯示，2012 年玉米產(chǎn)量超過(guò)稻谷產(chǎn)量，成為中國(guó)第一大糧食作物［24］。2013年，中國(guó)玉米常年種植面積達(dá)3 510 萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量約2.17 億t，占糧食總產(chǎn)量的1/3。但在實(shí)際生產(chǎn)中，玉米常常會(huì)因受到諸多不利環(huán)境因素的影響而大面積減產(chǎn)，如干旱、鹽脅迫和低溫等。目前，已有研究表明玉米基因組中有136個(gè)WRKY家族基因，但還鮮有玉米WRKY基因在植物響應(yīng)非生物脅迫中作用的相關(guān)報(bào)道。本研究中，我們利用生物信息學(xué)技術(shù)從玉米的基因組發(fā)現(xiàn)3個(gè)WRKY家族基因，ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like、ZmWRKY62-like都含有WRKY轉(zhuǎn)錄因子典型的WRKY結(jié)構(gòu)域及鋅指結(jié)構(gòu)。利用熒光定量PCR方法，進(jìn)一步對(duì)3個(gè)基因在玉米不同組織、干旱、鹽脅迫及低溫脅迫的表達(dá)進(jìn)行分析，以期了解該基因在植物生長(zhǎng)發(fā)育和不同逆境下的作用，為挖掘玉米抗逆基因和豐富E2蛋白在不同作物中的功能研究提供一定的理論和試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為玉米自交系B73，玉米組織根、莖、葉、穗、幼果和穗絲取自大田種植的玉米植株，采樣時(shí)期為乳熟期。供試植物RNA提取試劑盒購(gòu)自北京華越洋生物公司，反轉(zhuǎn)錄試劑及Realtime PCR試劑盒購(gòu)自寶生物工程有限公司，引物由北京賽百盛基因技術(shù)有限公司合成，其他試劑購(gòu)自上海生物工程有限公司。Realtime PCR反應(yīng)儀器為Roche的LightCycler480。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 材料處理 逆境處理所用材料為B73種子萌發(fā)的幼苗，種子萌發(fā)后，轉(zhuǎn)入1/2 Hoagland培養(yǎng)液，在培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)，生長(zhǎng)條件為28（±2）℃、14 h光照、10 h黑暗。3周后，選擇長(zhǎng)勢(shì)均一的幼苗進(jìn)行后續(xù)模擬脅迫處理試驗(yàn)。每個(gè)處理具體如下：（1）鹽脅迫處理，將幼苗放入含200 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland培養(yǎng)液中培養(yǎng)，按0、1、6、24 h時(shí)間點(diǎn)取樣；（2）干旱脅迫處理，將幼苗放入含20% PEG6000的1/2 Hoagland培養(yǎng)液中培養(yǎng)，按0、1、6、24 h時(shí)間點(diǎn)取樣；（3）低溫脅迫處理，將幼苗放入溫度設(shè)置為4℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，按0、1、6、24 h時(shí)間點(diǎn)取樣。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，取樣部位為葉片。所有取樣剪成2 cm左右的小段，立即放入液氮速凍并轉(zhuǎn)入-80℃冰箱中保存、備用。

1.2.2 ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like序列分析 ZmWRKY14-like、

ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like 3個(gè)基因序列從PLAZA 3.0 （http：//bioinformatics.psb. ugent.be/plaza/versions/plaza/）數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得，并在玉米基因組數(shù)據(jù)庫(kù)（MaizeGDB，http：//www. maizegdb.org/）中進(jìn)行驗(yàn)證。3個(gè)基因的ORF、氨基酸長(zhǎng)度和染色體定位信息從PLAZA 3.0數(shù)據(jù)庫(kù)獲得。應(yīng)用在線軟件SMART （http：//smart.emblheidelberg.de/）預(yù)測(cè)蛋白結(jié)構(gòu)域，蛋白的等電點(diǎn)和分子量在ExPASy （http：//expasy. org/tools/）上進(jìn)行分析，蛋白的亞細(xì)胞定位通過(guò)Plant-mPLoc （http：//www.csbio.sjtu.edu.cn/cgibin/ PlantmPLoc.cgi）在線預(yù)測(cè)，3個(gè)基因的外顯子內(nèi)含子結(jié)構(gòu)利用Gene Structure Display Server（GSDS）（http：//gsds.cbi.pku.edu. cn/）在線軟件分析。用Clustal X進(jìn)行序列多重序列對(duì)比，同時(shí)利用MEGA 5軟件進(jìn)行氨基酸序列同源性分析及系統(tǒng)發(fā)育分析，構(gòu)建Neighbor-Joining進(jìn)化樹(shù)，1 000次重復(fù)，其他均為默認(rèn)設(shè)置。

1.2.3 植物總RNA提取及Realtime PCR分析 用植物RNA提取試劑盒提取不同材料的葉片RNA，然后用TAKARA公司的PrimeScript RT試劑盒反轉(zhuǎn)錄cDNA后作為模板，具體操作步驟參照說(shuō)明書(shū)。根據(jù)已知玉米基因組中ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like 3個(gè)基因的CDS序列設(shè)計(jì)Realtime PCR引物，并以玉米的actin基因?yàn)閮?nèi)參基因，具體引物序列見(jiàn)表1。

PCR反應(yīng)體系為20 mL，其中模板2 μL，上、下游引物各1 μL，SYBR Green Master Mix 10 μL，H2O 6 μL。反應(yīng)程序：94℃預(yù)變性5 min；94℃ 10 s、58℃ 20 s、72℃ 30 s，40 個(gè)循環(huán)后作熔解曲線（95℃→ 65℃，0.1℃/s）。在分析基因的表達(dá)時(shí)，上調(diào)或者下調(diào)大于2倍時(shí)認(rèn)為存在差異，所有試驗(yàn)3次重復(fù)。

表1 ZmWRKY基因定量PCR所用引物序列

2 結(jié)果與分析

2.1 ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like 3個(gè)基因生物信息學(xué)分析

以WRKY轉(zhuǎn)錄因子保守區(qū)氨基酸序列在PLAZA 3.0和MaizeGDB進(jìn)行BLASTP搜索，獲得3個(gè)在進(jìn)化關(guān)系上很接近的玉米WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族基因，根據(jù)PLAZA 3.0數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這3個(gè)基因的描述，分別將其命名為ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like。3個(gè)基因的信息見(jiàn)表2和圖1（封二）。其中，ZmWRKY14-like基因序列開(kāi)放閱讀框?yàn)? 143 bp，編碼的蛋白具有380個(gè)氨基酸，其分子量為40.89 ku，理論等電點(diǎn)為6.67，位于玉米第Ⅰ染色體；ZmWRKY25-like基因序列開(kāi)放閱讀框?yàn)?21 bp，編碼的蛋白具有306個(gè)氨基酸，其分子量為31.91 ku，理論等電點(diǎn)為9.74，位于玉米第Ⅳ染色體；ZmWRKY62-like基因序列開(kāi)放閱讀框?yàn)?01 bp，編碼的蛋白具有266個(gè)氨基酸，其分子量為28.96 ku，理論等電點(diǎn)為6.54，位于玉米第Ⅶ染色體。預(yù)測(cè)表明3個(gè)基因都定位于細(xì)胞核。對(duì)3個(gè)基因的氨基酸序列進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like都含有1個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域，鋅指結(jié)構(gòu)同為C-X5-C-X23-H-X1-H型，根據(jù)WRKY轉(zhuǎn)錄因子分類原則，屬于第Ⅱ類WRKY轉(zhuǎn)錄因子。

表2 ZmWRKY基因信息

進(jìn)一步分析ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like與其他植物WRKY蛋白間的親緣關(guān)系，發(fā)現(xiàn)ZmWRKY14-like與玉米的ZmWRKY14 （NP_001149833.1）、二穗短柄草的BdWRKY14 （XP_014752000.1）、短花藥野生稻的ObWRKY14 （XP_006650925.1），ZmWRKY25-like與玉米的ZmWRKY25 （NP_001151889.1）、小米的SiWRKY14 （XP_004972520.1）、短花藥野生稻的ObWRKY17 （XP_015691793.1），ZmWRKY62-like與小米的SiWRKY18-like（XP_004956832.1）分別聚到同一分支，即與禾本科植物的WRKY蛋白親緣較近，具有較高同源性（圖 2）。

2.2 玉米不同組織 ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like的表達(dá)分析

圖2 玉米WRKY轉(zhuǎn)錄因子與其他物種WRKY蛋白的進(jìn)化關(guān)系分析

用Realtime PCR技術(shù)分析ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like 3個(gè)基因在玉米幼苗根、莖、葉、穗、幼果和穗絲中的表達(dá)情況。結(jié)果（圖3）顯示，3個(gè)基因在玉米不同組織中都檢測(cè)到表達(dá)，但存在差異表達(dá)情況。其中，ZmWRKY14-like和ZmWRKY62-like在幼果中的表達(dá)量均顯著高于在其他組織中的表達(dá)量，特別是ZmWRKY14-like在幼果中的表達(dá)量達(dá)到了穗絲中表達(dá)量的80倍。ZmWRKY25-like基因在葉、穗絲和幼果中的表達(dá)量高于在其他組織中的表達(dá)量，分別是在莖中表達(dá)量的36、48、25倍。

圖3 玉米WRKY基因的組織表達(dá)分析

2.3 不同非生物逆境脅迫下ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like的表達(dá)分析

用Realtime PCR技術(shù)分析ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like 3個(gè)基因在鹽、干旱和低溫處理下表達(dá)情況。如圖4～圖6所示，鹽脅迫下，ZmWRKY14-like基因在6 h時(shí)出現(xiàn)下調(diào)表達(dá)，為對(duì)照的0.48倍，在24 h時(shí)恢復(fù)到對(duì)照水平；ZmWRKY25-like基因的表達(dá)在1 h時(shí)為對(duì)照的2.4倍，6 h時(shí)恢復(fù)到本底水平，24 h時(shí)上調(diào)為對(duì)照的3.3倍； ZmWRKY62-like基因在處理時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)下調(diào)表達(dá)趨勢(shì)，6 h和24 h時(shí)的表達(dá)量分別為對(duì)照的0.42、0.48倍。干旱脅迫下，ZmWRKY14-like基因的表達(dá)量在處理時(shí)間內(nèi)未出現(xiàn)顯著變化；ZmWRKY25-like基因的表達(dá)量在處理1 h時(shí)上升為對(duì)照的2.6倍，但在6 h時(shí)下調(diào)為對(duì)照的0.1倍，24 h時(shí)恢復(fù)對(duì)照水平；ZmWRKY62-like基因在6、24 h時(shí)出現(xiàn)下調(diào)表達(dá)，分別為對(duì)照的0.44、0.38倍。低溫脅迫下，ZmWRKY25-like基因的表達(dá)量在24 h時(shí)上升為對(duì)照的3.2倍。上述結(jié)果表明，ZmWRKY25-like可能參與了植物對(duì)鹽和低溫脅迫的響應(yīng)，ZmWRKY62-like基因則可能參與了植物對(duì)鹽和干旱脅迫的響應(yīng)。

圖4 玉米ZmWRKY14-like基因的逆境表達(dá)分析

圖5 玉米ZmWRKY25-like基因的逆境表達(dá)分析

圖6 玉米ZmWRKY62-like基因的逆境表達(dá)分析

3 結(jié)論與討論

WRKY是植物中一類重要的轉(zhuǎn)錄因子家族，也是植物轉(zhuǎn)錄因子中最大的家族之一［25］，在甘薯、水稻、擬南芥、棉花、大麥等植物中都有研究報(bào)道。在玉米基因組中有119個(gè)WRKY基因，編碼136 WRKY蛋白［13］。但目前鮮有關(guān)于單個(gè)玉米WRKY的功能研究報(bào)道，對(duì)其在玉米生長(zhǎng)發(fā)育及脅迫響應(yīng)中的具體作用還所知甚少。在本研究中，我們通過(guò)生物信息學(xué)方法從MaizeGDB數(shù)據(jù)庫(kù)中得到3個(gè)玉米WRKY家族基因：ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like。這3個(gè)基因都具有相似的WRKY保守結(jié)構(gòu)域和鋅指結(jié)構(gòu)，都屬于第Ⅱ類WRKY轉(zhuǎn)錄因子。

WRKY轉(zhuǎn)錄因子參與植物生長(zhǎng)發(fā)育及形態(tài)構(gòu)成，不同的WRKY基因的表達(dá)可能具有組織特異性。37個(gè)擬南芥WRKY基因中有12個(gè)在根的成熟區(qū)細(xì)胞特異表達(dá)，表明這些WRKY基因可能參與調(diào)控?cái)M南芥根細(xì)胞的成熟［7］；在擬南芥中過(guò)表達(dá)OsWRKY72會(huì)減少側(cè)根數(shù)，而且比野生型顯著增加分支數(shù)［26］；過(guò)表達(dá)OsWRKY31抑制了水稻不定根的形成［27］；過(guò)表達(dá)OsWRKY89基因則導(dǎo)致早期階段性生長(zhǎng)延遲，節(jié)間長(zhǎng)度和細(xì)胞壁酚類化合物減少，莖部木質(zhì)化著色增加［21］；AtWRKY6參與葉片衰老過(guò)程［28］；蓖麻的58個(gè)WRKY基因在不同組織中也呈現(xiàn)出差異表達(dá)模式，比如RcWRKY14只在雄花中有微量表達(dá)，RcWRKY21和RcWRKY27只在葉中表達(dá)［29］。在本研究中，ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like和ZmWRKY62-like基因在玉米不同組織中都檢測(cè)到表達(dá)，但表達(dá)存在差異。其中，ZmWRKY14-like和 ZmWRKY62-like基因在葉片中的表達(dá)量最低，ZmWRKY25-like基因在莖中的表達(dá)量最低。ZmWRKY14-like和ZmWRKY62-like在幼果中的表達(dá)量都顯著高于其他組織，特別是ZmWRKY14-like在幼果中的表達(dá)量達(dá)到了葉片中表達(dá)量的83倍。ZmWRKY25-like基因在葉、穗絲和幼果中的表達(dá)量高于在其他組織中的表達(dá)量。這種差異表達(dá)模式表明，3個(gè)基因可能參與了玉米不同組織器官的生長(zhǎng)發(fā)育，特別是果實(shí)的發(fā)育。

WRKY轉(zhuǎn)錄因子在植物對(duì)非生物脅迫的響應(yīng)中發(fā)揮了重要作用。主要的非生物脅迫有高溫、低溫、干旱、鹽脅迫等，它們不但影響細(xì)胞的離子和滲透平衡，還會(huì)損壞細(xì)胞代謝平衡，導(dǎo)致活性氧（ROS）的積累。在擬南芥中有近2 000個(gè)干旱響應(yīng)基因，其中就包含編碼WRKY基因［30］。AtWRKY25和AtWRKY33受鹽脅迫的促進(jìn)表達(dá)，而它們的異源表達(dá)增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因植株對(duì)NaCl耐性［31］。AtWRKY25、AtWRKY28、AtWRKY40和AtWRKY70受鹽害、冷害和高鹽脅迫的誘導(dǎo)［32］。遏藍(lán)菜TcWRKY53基因受鹽害、冷害和滲透脅迫的誘導(dǎo)［33］。與這些研究報(bào)道類似，本研究中3種非生物逆境脅迫下，ZmWRKY25-like基因?qū)}和低溫處理出現(xiàn)響應(yīng)，在處理24 h時(shí)表達(dá)量分別上升為對(duì)照的3.3、3.2倍。ZmWRKY62-like基因則在鹽和干旱處理下出現(xiàn)下調(diào)表達(dá)，在處理后24 h時(shí)分別下降為對(duì)照的0.48、0.38倍。ZmWRKY14-like基因的表達(dá)在3種脅迫處理下均出現(xiàn)顯著變化。上述結(jié)果表明，ZmWRKY25-like可能參與了植物對(duì)鹽和低溫脅迫的響應(yīng)，ZmWRKY62-like基因則可能參與了植物對(duì)鹽和干旱脅迫的響應(yīng)。

隨著對(duì)植物基因組研究的深入，對(duì)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的研究成為現(xiàn)今植物基因功能研究的重點(diǎn)之一。本研究結(jié)果表明，ZmWRKY14-like和ZmWRKY62-like基因在果實(shí)中的表達(dá)量最高，說(shuō)明這兩個(gè)基因可能在玉米果實(shí)發(fā)育過(guò)程中起到一定作用，而ZmWRKY25-like基因可能參與葉、穗絲和幼果的發(fā)育形成過(guò)程。另外，鹽、干旱和低溫脅迫試驗(yàn)結(jié)果表明，ZmWRKY25-like可能參與了植物對(duì)鹽和低溫脅迫的響應(yīng)，ZmWRKY62-like基因則可能參與了植物對(duì)鹽和干旱脅迫的響應(yīng)。該研究對(duì)解析WRKY轉(zhuǎn)錄因子在玉米中的生物學(xué)功能及挖掘逆境應(yīng)答基因具有一定意義。

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（責(zé)任編輯 崔建勛）

Expression analysis of maize WRKY transcription factor genes under abiotic stress

JUE Deng-wei，SANG Xue-lian，SHU Bo，LIU Li-qin，WANG Yi-cheng，SHI Sheng-you
（Institute of South Subtropical Corp Research，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/
Key Laboratory of Tropical Fruit Biology，Ministry of Agriculture，Zhanjiang 524091，China）

WRKY proteins are large family of plant-specific transcription factors （TFs），play essential roles in regulating plant responses to pathogens and abiotic stress. In this study，we identified three WRKY transcription factor （TF）genes （ZmWRKY14-like，ZmWRKY25-like，ZmWRKY62-like）in maize by using bioinformatics method. Plant-mPLoc predicted that these three proteins were all localized in nucleus. Real-time qPCR assay showed that ZmWRKY14-like，ZmWRKY25-like，ZmWRKY62-like expressed in all tested maize tissues，but had differential expression. The expression levels of ZmWRKY14-like and ZmWRKY62-like in young fruit were significantly higher than those in other tissues，while the expression level of ZmWRKY25-like gene in leaf，spike and young fruit was higher than that in other tissues. The expression levels of three genes under different abiotic stress were also analyzed by real-time qPCR. The expression of ZmWRKY25-like was up-regulated，while ZmWRKY62-like was down-regulated under salt stress. The expression of ZmWRKY62-like was down-regulated under drought stress. Under low temperature stress，the expression level of ZmWRKY25-like was up-regulated. These results indicated that ZmWRKY25-like may be involved into plant response to salt and low temperature stress，and ZmWRKY62-like may be involved into plant response to drought and salt stress.

maize；WRKY TFs；drought stress；salt stress；low temperature stress

S513.01；Q786

A

1004-874X（2017）01-0015-08

2016-10-26

海南省自然科學(xué)基金（20163111）；國(guó)家自然科學(xué)基金（31572087）

決登偉（1986-），男，博士，助理研究員，E-mail：juedengwei@126.com

石勝友（1970-），男，博士，研究員，E-mail：ssy7299@163.com

決登偉，桑雪蓮，舒波，等. 玉米WRKY轉(zhuǎn)錄因子非生物脅迫的表達(dá)分析［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44（1）：15-22.