王恒濤 邵婉璇 徐舒浩 曾凡鎖

(東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150040)

植物細(xì)胞壁是參與細(xì)胞和組織的形態(tài)，生長(zhǎng)和發(fā)育以及植物及其病原體之間的相互作用的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁是人類膳食纖維的來源，也是許多家畜的營養(yǎng)來源。植物細(xì)胞壁也是用于生產(chǎn)燃料和其他化學(xué)物質(zhì)的生物質(zhì)的可再生資源。細(xì)胞壁多糖主要有纖維素、半纖維素及果膠等，這些多糖多由葡萄糖醛酸、阿拉伯糖醛酸等單糖衍生物在一系列酶催化下合成，核苷糖是多糖合成的活化底物。在核苷糖合成途徑中，尿苷二磷酸—阿拉伯吡喃糖變位酶(UDP-Arabinopyranose mutase或UAM或MUR5)可以催化UDP-阿拉伯吡喃糖(UDP-Arap)和UDP-阿拉伯呋喃糖(UDP-Araf)之間的相互轉(zhuǎn)化[1～3]。

UAM首先在水稻種子提取物中被鑒定，該酶顯示出能夠催化UDP-阿拉伯吡喃糖(UDP-Arap)和UDP-阿拉伯呋喃糖(UDP-Araf)之間的相互轉(zhuǎn)化。已經(jīng)在各種植物物種中鑒定了編碼這些植物變位酶的基因，其中包括綠藻(Chlamydomonasreinhardtii)，苔蘚(小立碗蘚)，各種雙子葉植物和單子葉植物。Konishi等人發(fā)現(xiàn)UAM酶的序列與之前已經(jīng)被指定為可逆糖基化多肽(RGP)的直系同源基因和蛋白質(zhì)匹配，即植物UAM屬于稱為可逆糖基化多肽(RGPs)的小基因家族[4～7]?；蚯贸芯恳呀?jīng)表明UAM活性在擬南芥細(xì)胞中的重要性。在具有AtRGP1和AtRGP2基因敲除的細(xì)胞系中觀察到總的葉的細(xì)胞壁阿拉伯糖含量降30%。此外，抑制這些基因?qū)е录?xì)胞壁阿拉伯糖含量降低80%，并且UAM的活性降低至野生型1%[4～5]。Sumiyoshi等人的研究表明OsUAM3在生殖組織中表達(dá)，并參與花粉細(xì)胞壁的生物合成[8]。Konishi等人使用RNA干擾(RNAi)來下調(diào)OsUAM基因表達(dá)水稻(Oryzasativa)，證明這導(dǎo)致細(xì)胞壁中Araf的量減少6%～44%，阿拉伯糖含量降低大于25%以上的轉(zhuǎn)基因水稻矮化和不育[9]。Rautengarten等人證明UDP-Arap和UDP-Araf的相互轉(zhuǎn)化對(duì)于細(xì)胞壁建立和植物發(fā)育是必需的[5]。然而，尿苷二磷酸—阿拉伯吡喃糖變位酶催化UDP-Arap和UDP-Araf相互轉(zhuǎn)化的機(jī)制尚未確定。另外，對(duì)核苷糖轉(zhuǎn)換基因的調(diào)控等相關(guān)研究還不深入。

水曲柳(Fraxinusmandshurica)為木犀科(Oleaceae)梣屬(Fraxinus)(又稱為白蠟屬)植物，屬于古老樹種中的殘遺植物[10]。水曲柳材質(zhì)堅(jiān)韌，紋理美觀，是東北、華北地區(qū)的珍貴用材樹種，可制各種家具、樂器、體育器具、車船、機(jī)械及特種建筑材料，其收藏價(jià)值及使用價(jià)值前景較高。該研究利用RT-PCR克隆水曲柳FmMUR5基因，并利用生物信息學(xué)軟件對(duì)該基因進(jìn)行分析，應(yīng)用實(shí)時(shí)定量PCR(Real-time PCR)對(duì)該基因在水曲柳不同時(shí)間和不同部位進(jìn)行表達(dá)分析，并且使用實(shí)時(shí)定量PCR對(duì)經(jīng)受低溫(4℃)、鹽(NaCl)和甘露醇3種非生物脅迫的水曲柳幼苗中進(jìn)行表達(dá)模式的分析，利用實(shí)時(shí)定量PCR對(duì)使用脫落酸(ABA)、生長(zhǎng)素(IAA)和赤霉素(GA)3種植物激素處理的水曲柳幼苗進(jìn)行表達(dá)模式的分析，以揭示FmMUR5在非生物脅迫和植物激素信號(hào)誘導(dǎo)下的表達(dá)特征并為深入研究水曲柳FmMUR5基因在細(xì)胞壁合成中的作用提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及處理

在東北林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)隨機(jī)選取水曲柳作為實(shí)驗(yàn)材料。并在5～9月隨機(jī)選取了水曲柳皮、木質(zhì)部、新生枝、花、芽、葉、葉柄、種子樣本用于測(cè)定相關(guān)基因的表達(dá)量。并且取水曲柳15 d幼苗，分別用低溫(4℃)、NaCl(200 mmol·L-1)、甘露醇(200 mmol·L-1)、ABA(脫落酸，100 μmol·L-1)、GA(赤霉素，100 μmol·L-1)和IAA(吲哚乙酸，100 μmol·L-1)處理，對(duì)照組沒有做任何處理，然后水曲柳幼苗在正常的條件下繼續(xù)培養(yǎng)，分別在處理的1、3、6、12和24 h取樣，并且每個(gè)重復(fù)3次。所有的樣品都儲(chǔ)存在-80℃的冰箱中待用。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 FmMUR5基因的克隆

提取水曲柳總RNA的方法為CTAB法[11]，利用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將可用的RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA；利用已經(jīng)獲得的水曲柳轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并引物(FmMUR5-F：5′CAACTCAATCCCTATCCCCA3′FmMUR5-R：5′CTGTCAAAAGAGAATGATAACGC3′)，利用PCR擴(kuò)增FmMUR5的cDNA。擴(kuò)增程序?yàn)?4℃ 5 min;94℃ 30 s,56℃ 30 s,72℃ 1.5 min,30cycles;72℃ 10 min。用1.0%瓊脂糖凝膠電泳分離PCR產(chǎn)物，回收并純化后與PEASY-T5-Zero cloning kib載體連接，熱激轉(zhuǎn)化大腸桿菌Transl-T，分別挑選多個(gè)獨(dú)立的陽性克隆進(jìn)行菌落PCR鑒定，送生物公司進(jìn)行測(cè)序。

1.2.2 FmMUR5基因的生物信息學(xué)分析

利用DNAMAN軟件對(duì)獲得的水曲柳FmMUR5基因進(jìn)行核苷酸序列的分析，并檢測(cè)其編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列。利用Protparam[11]在線軟件分析FmMUR5蛋白質(zhì)的基本理化性質(zhì)。利用ProtScale[12]在線軟件分析FmMUR5蛋白質(zhì)親水疏水性。利用SignalP[13]在線軟件分析FmMUR5基因是否具有分泌蛋白所需的疏水性N端信號(hào)肽。FmMUR5蛋白質(zhì)的跨膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用在線工具TMPred[14]進(jìn)行預(yù)測(cè)及分析。FmMUR5蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)應(yīng)用GOR4軟件分析[15～16]。利用NCBI數(shù)據(jù)庫中的Blast對(duì)FmMUR5氨基酸序列進(jìn)行同源序列比對(duì)，然后選擇不同物種中的同源氨基酸序列。首先使用ClustalX對(duì)氨基酸序列進(jìn)行多序列比對(duì)，再利用MEGA5.0軟件的Neighbor-Joining算法構(gòu)造出系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹[16～17]。

1.2.3 FmMUR5的轉(zhuǎn)錄表達(dá)定量分析

將不同月份不同部位以及不同處理的水曲柳材料利用CTAB法提取RNA，將檢測(cè)可用的RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA。將稀釋10倍的cDNA作為模板，實(shí)時(shí)定量使用TOYOBO(SYBR Green)試劑盒，體系為20 μL:無菌蒸餾水：6.8 μL，上下游引物各0.4 μL，2×TransStart Top Green qPCR SuperMix:10 μL，Passive Reference Dye(50×):0.4 μL，cDNA模板2 μL。利用ABI 7500熒光定量PCR儀進(jìn)行定量PCR，反應(yīng)程序：94℃ 30 s，94℃ 5 s，60℃ 30 s，(40cycles)95℃ 15 s，60℃ 1 min，95℃ 15 s。每份品重復(fù)3次。利用2-ΔΔCt法和2-ΔCt法對(duì)目的基因相對(duì)表達(dá)水平進(jìn)行運(yùn)算，公式中的ΔΔCT=(CT靶基因-CT內(nèi)參)處理組-(CT靶基因-CT內(nèi)參)對(duì)照組，ΔCT=(CT靶基因-CT內(nèi)參)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸序列理化性質(zhì)分析及蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)域的預(yù)測(cè)

我們克隆的FmMUR5編碼區(qū)全長(zhǎng)1 080 bp,編碼359個(gè)氨基酸。應(yīng)用在線分析軟件Protparam對(duì)FmMUR5基因編碼的蛋白質(zhì)的基本理化性質(zhì)進(jìn)行分析。FmMUR5蛋白分子量是40 669.66;不穩(wěn)定系數(shù)為30.41(不穩(wěn)定系數(shù)小于40時(shí)，預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)穩(wěn)定，反之為不穩(wěn)定)，為穩(wěn)定類蛋白；預(yù)測(cè)的理論等電點(diǎn)(pI)是5.82；蛋白總的平均疏水性是-0.278，表明蛋白質(zhì)是親水性蛋白。

FmMUR5蛋白含有18.38%的α螺旋(Alphahelix)、23.12%的延伸鏈(Extandedstrand)和58.50%的無規(guī)則卷曲(Randomcoil)。

2.2 信號(hào)肽及跨膜結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)和分析

信號(hào)肽位于蛋白質(zhì)的N端，一般由16～26個(gè)氨基酸殘基組成，其中包括疏水核心區(qū)、信號(hào)肽的C端和N端等3部分[18]。利用SignalP在線軟件對(duì)FmMUR5蛋白進(jìn)行分析。結(jié)果如圖1所示，F(xiàn)mMUR5蛋白不存在信號(hào)肽。

圖1 FmMUR5蛋白信號(hào)肽的預(yù)測(cè)和分析 C.原始剪切位點(diǎn)的分?jǐn)?shù)；S.信號(hào)肽的分?jǐn)?shù)；Y.綜合剪切位點(diǎn)的分?jǐn)?shù)Fig.1 Prediction and analysis of FmMUR5 protein signal peptide C.Raw cleavage site score; S.Signal peptide score; Y.Synthetic shear site score

圖2 FmMUR5蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域的預(yù)測(cè)和分析Fig.2 Prediction and analysis of FmMUR5 protein transmembrane domain

跨膜結(jié)構(gòu)是含一個(gè)19個(gè)疏水氨基酸殘基的肽段，它卷曲成一個(gè)α螺旋，N端是長(zhǎng)的親水結(jié)構(gòu)，C端是較短的親水結(jié)構(gòu)[19]。應(yīng)用TMPred在線軟件對(duì)FmMUR5蛋白質(zhì)的跨膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析進(jìn)行跨膜結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果顯示，F(xiàn)mMUR5蛋白可能含有一個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，跨膜螺旋位于第194和第213個(gè)氨基酸之間并且總共包含19個(gè)氨基酸，方向?yàn)閛→i，分?jǐn)?shù)為135(分?jǐn)?shù)>500為顯著跨膜結(jié)構(gòu))。由此可見，F(xiàn)mMUR5蛋白不存在跨膜結(jié)構(gòu)。

2.3 氨基酸序列比對(duì)及系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建

先利用NCBI對(duì)FmMUR5氨基酸序列進(jìn)行同源比對(duì)，再利用MEGA5.0軟件構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，結(jié)果顯示，F(xiàn)mMUR5蛋白與樟子松(Oleaeuropaeavar.sylvestris)、烏拉爾小麥(Triticumurartu)、大麥

(Hordeumvulgare)、核桃(Juglansregia)、麻風(fēng)樹(Jatrophacurcas)等物種的同源蛋白序列有高度的保守性。

系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建是為了描述不同物種之間的進(jìn)化關(guān)系[20]。結(jié)果表明，22條蛋白序列大致分為兩個(gè)大類：其中樟子松(Oleaeuropaeavar.sylvestris)、烏拉爾小麥(Triticumurartu)、大麥(Hordeumvulgare)和水曲柳聚成一條分支，黃燈籠辣椒(Capsicumchinense)、馬鈴薯(Solanumtuberosum)、番茄(Solanumlycopersicum)、核桃(Juglansregia)、芝麻(Sesamumindicum)、陸地棉(Gossypiumhirsutum)、甜辣椒(Capsicumannuum)、風(fēng)鈴辣椒(Capsicumbaccatum)、美花煙草(Nicotianasylvestris)、野生煙草(Nicotianaattenuate)、番木瓜(Caricapapaya)、圓果種黃麻(Corchoruscapsularis)、無油樟(Amborellatrichopoda)、紫花風(fēng)鈴木(Handroanthusimpetiginosus)、麻風(fēng)樹(Jatrophacurcas)、橡膠樹(Heveabrasiliensis)和梅(Prunusmume)等成另一條分支。水曲柳FmMUR5蛋白與樟子松有較近的遺傳距離，可以認(rèn)為它們有更近的親緣關(guān)系；而與黃燈籠辣椒、野生煙草、番茄和芝麻等有著較遠(yuǎn)的遺傳距離，可以認(rèn)為它們有更遠(yuǎn)的親緣關(guān)系。

圖3 FmMUR5基因系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹Fig.3 FmMUR5 gene phylogenetic tree

2.4 FmMUR5在水曲柳中的表達(dá)模式

2.4.1 FmMUR5在水曲柳中的時(shí)空表達(dá)

對(duì)水曲柳的葉、葉柄、新生枝、木質(zhì)部、皮、種子、花、芽取材進(jìn)行熒光定量PCR，通過繪制熱圖分析FmMUR5基因表達(dá)水平(紅色表示表達(dá)量高，綠色表示表達(dá)量低)。從熱圖中可以看出，水曲柳FmMUR5基因在各個(gè)月份的新生枝中表達(dá)量最高，說明水曲柳FmMUR5基因具有組織特異性；并且各部位在八月份表達(dá)都比較高，而葉、葉柄、新生枝、種子在七月份表達(dá)也比較高。在不同部位的基因表達(dá)量來看(均于五月份取的樣：花、芽為五月八號(hào)取材，其余的于五月二十二號(hào)取材)，水曲柳FmMUR5基因在新生枝中的表達(dá)量最高，其次，在花和種子表達(dá)也比較顯著。

圖4 水曲柳FmMUR5基因不同部位的表達(dá)量Fig.4 The expression of different parts of FmMUR5 gene in F.mandshurica

部位Position五月May六月June七月July八月Aug九月Sep葉Leaf0.463510.1831481.6931221.5265970.699355葉柄Petiole0.1725530.529421.8531316.7221041.450163新生枝Fresh branches54.6212742.9654840.0694426.0031946.70088木質(zhì)部Xylem0.8188320.893290.7008141.3960970.697623皮Bark1.2170010.5042210.9211218.9441710.754253種子Seed8.6571811.05913310.330568.6638683.83689

圖5水曲柳FmMUR5基因表達(dá)的熱圖及原始數(shù)據(jù)

Fig.5HeatmapandrawdataofFmMUR5geneexpressioninF.mandshurica

2.4.2 非生物脅迫下FmMUR5在水曲柳中的表達(dá)

不同細(xì)胞壁組分的功能以及它們與外源刺激如病原體和環(huán)境脅迫之間的相互作用多年來一直受到關(guān)注，特別是在尋找可以實(shí)現(xiàn)病原抗性，耐脅迫和提高作物產(chǎn)量的機(jī)制方面[21]。非生物脅迫處理下，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)量隨處理時(shí)間的增長(zhǎng)而呈現(xiàn)出波動(dòng)的現(xiàn)象。低溫處理中，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)水平在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的1.5倍，隨后隨著處理時(shí)間的增長(zhǎng)，該基因表達(dá)水平不斷下降，在處理24 h時(shí)表達(dá)量達(dá)到最低，約為對(duì)照組的6%；在NaCl處理下，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)量也是在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的1.4倍，隨后表達(dá)量下調(diào)，在處理12 h時(shí)表達(dá)量最低，約為對(duì)照組的13%；在甘露醇(Mannitol)處理下，F(xiàn)mMUR5基因表達(dá)量也是在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的6.3倍，隨后表達(dá)量下降，在處理12 h時(shí)表達(dá)量又有略微升高，在處理24 h時(shí)表達(dá)量又下降，達(dá)到最低，約為對(duì)照組的44%。說明水曲柳FmMUR5基因?qū)@3種非生物脅迫有響應(yīng)。

圖6 FmMUR5在非生物脅迫下的相對(duì)表達(dá)量Fig.6 FmMUR5 relative expression in abiotic stress

圖7 FmMUR5基因在植物激素信號(hào)下的相對(duì)表達(dá)量Fig.7 FmMUR5 relative expression in plant hormone signal

2.4.3激素信號(hào)誘導(dǎo)下FmMUR5在水曲柳中的表達(dá)

ABA處理中，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)水平在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的2.5倍，隨后表達(dá)水平降低，但在處理6 h時(shí)又有所升高，隨后下降，在處理24 h時(shí)表達(dá)量最低，約為對(duì)照組的7%；在IAA的處理下，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)量在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的3.8倍，隨后表達(dá)量有所降低，在處理6 h時(shí)表達(dá)量達(dá)到最低，約為對(duì)照組的16%；在GA的處理下，F(xiàn)mMUR5基因隨處理的時(shí)間出現(xiàn)的變化不明顯，在處理12 h后表達(dá)量達(dá)到最高，約為對(duì)照組的1.1倍，在處理6 h后表達(dá)量最低，約為對(duì)照組的67%。說明水曲柳FmMUR5基因明顯響應(yīng)ABA和IAA信號(hào)刺激，但對(duì)GA的信號(hào)刺激響應(yīng)不明顯。

3 討論

利用在線軟件及工具對(duì)FmMUR5蛋白的預(yù)測(cè)及生物信息學(xué)分析的結(jié)果顯示，F(xiàn)mMUR5蛋白是一種穩(wěn)定的親水性蛋白，可能不含有指導(dǎo)蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移的信號(hào)肽和跨膜結(jié)構(gòu)；二級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)與分析顯示，F(xiàn)mMUR5蛋白只含有α-螺旋、延伸鏈、無規(guī)則卷曲；利用NCBI數(shù)據(jù)庫中的BLASTP對(duì)FmMUR5氨基酸序列的比對(duì)分析結(jié)果顯示，水曲柳FmMUR5蛋白與樟子松、馬鈴薯、大麥、芝麻、陸地棉等物種同源蛋白序列有高度的保守性；利用比對(duì)結(jié)果構(gòu)造的系統(tǒng)進(jìn)化樹顯示，水曲柳FmMUR5蛋白與樟子松、大麥、烏拉爾小麥等聚成一大類，說明它們?cè)谶M(jìn)化親緣關(guān)系上比較近。

細(xì)胞壁多糖主要有纖維素、半纖維素及果膠等，Reiter等人認(rèn)為UDP-糖互變途徑為半纖維素和果膠生物合成提供了主要底物，尿苷二磷酸—阿拉伯吡喃糖變位酶(MUR5)可以催化UDP-Arap和UDP-Araf相互轉(zhuǎn)化[22～25]。轉(zhuǎn)錄水平的定量分析顯示FmMUR5基因在水曲柳不同部位不同發(fā)育時(shí)期均有表達(dá)，但在新生枝中表達(dá)量最高，可見水曲柳FmMUR5基因具有組織特異性，可能原因是在新生枝的生長(zhǎng)發(fā)育過程中纖維素、半纖維素含量增加，細(xì)胞壁加厚，而FmMUR5在細(xì)胞壁多糖的活化底物核苷糖的合成途徑中起作用，間接地調(diào)控多糖的合成。

細(xì)胞壁是一個(gè)活躍的結(jié)構(gòu)，參與植物發(fā)育的關(guān)鍵階段和在外源性脅迫下的細(xì)胞信號(hào)[26]。細(xì)胞壁具有一定的靈活性，使得當(dāng)其受到發(fā)育，生物或非生物刺激時(shí)，可以迅速地對(duì)其進(jìn)行改造，編碼能夠合成或水解植物細(xì)胞壁組分的酶的基因在受到不同的脅迫時(shí)表現(xiàn)出差異表達(dá)，表明它們可以通過改變細(xì)胞壁組成來促進(jìn)脅迫耐受性[21]。非生物脅迫是限制植物生長(zhǎng)及產(chǎn)量的全球性問題[27]。低溫是影響野生植物和農(nóng)作物的生產(chǎn)力的一個(gè)重要因素[28]。因此研究和抗寒機(jī)制相關(guān)的基因也變得越來越有意義。在本研究中，低溫處理下，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)水平在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的1.5倍，隨后隨著處理時(shí)間的增長(zhǎng)，該基因表達(dá)水平不斷下降，在處理24 h時(shí)表達(dá)量達(dá)到最低，約為對(duì)照組的6%；說明FmMUR5基因響應(yīng)了低溫脅迫。另外，在NaCl處理下，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)量也是在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的1.4倍，隨后表達(dá)量下調(diào)，在處理12 h時(shí)表達(dá)量最低，約為對(duì)照組的13%；在甘露醇(Mannitol)處理下，F(xiàn)mMUR5基因表達(dá)量也是在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的6.3倍，隨后表達(dá)量下降，在處理12 h時(shí)表達(dá)量又有略微升高，在處理24 h時(shí)表達(dá)量又下降，達(dá)到最低，約為對(duì)照組的44%。說明FmMUR5基因也響應(yīng)了鹽脅迫和干旱脅迫。在感知環(huán)境脅迫信號(hào)后，植物細(xì)胞壁可以對(duì)各種環(huán)境脅迫做出應(yīng)答[29]。植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)以及對(duì)逆境的應(yīng)答最終會(huì)在細(xì)胞壁的成分和結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)出來。我們推測(cè)水曲柳幼苗通過增加FmMUR5的表達(dá)量，使核苷糖合成加快，間接增加細(xì)胞壁多糖來應(yīng)答這些環(huán)境脅迫。

ABA與GA兩種植物激素在植物多種生長(zhǎng)發(fā)育與逆境調(diào)節(jié)過程中起到調(diào)節(jié)作用[30]。而植物激素生長(zhǎng)素(IAA)幾乎調(diào)節(jié)植物發(fā)育的各個(gè)方面[31]。在本研究中，ABA處理中，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)水平在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的2.5倍，隨后表達(dá)水平降低，但在處理6 h時(shí)又有所升高，隨后下降，在處理24 h時(shí)表達(dá)量最低，約為對(duì)照組的7%；在IAA的處理下，F(xiàn)mMUR5基因的表達(dá)量在處理1 h時(shí)達(dá)到峰值，約為對(duì)照組的3.8倍，隨后表達(dá)量有所降低，在處理6 h時(shí)表達(dá)量達(dá)到最低，約為對(duì)照組的16%；在GA的處理下，F(xiàn)mMUR5基因隨處理的時(shí)間出現(xiàn)的變化不明顯，在處理12 h后表達(dá)量達(dá)到最高，約為對(duì)照組的1.1倍，在處理6 h后表達(dá)量最低，約為對(duì)照組的67%。這些結(jié)果意味著FmMUR5基因?qū)@3種植物激素信號(hào)誘導(dǎo)有響應(yīng)。到目前為止，很多植物激素被發(fā)現(xiàn)可以影響植物次生細(xì)胞壁的形態(tài)和構(gòu)成，暗示其可能參與纖維素、半纖維素和木質(zhì)素合成基因的表達(dá)調(diào)控[32]。FmMUR5基因在植物激素信號(hào)誘導(dǎo)下表達(dá)量上升,可能原因是植物通過增加FmMUR5的表達(dá)量，進(jìn)而間接增加細(xì)胞壁多糖來對(duì)植物激素做出應(yīng)答。

綜上所述，可以說明低溫、干旱和鹽等非生物脅迫以及植物激素ABA、IAA和GA對(duì)水曲柳FmMUR5基因的表達(dá)有一定影響。本研究為進(jìn)一步研究水曲柳FmMUR5基因?qū)Ψ巧锩{迫及植物激素信號(hào)誘導(dǎo)的響應(yīng)的機(jī)制和調(diào)控奠定了基礎(chǔ)。