薛 頌，尚 帥,2，臧 宇，陳 軍，王鴻睿，唐學(xué)璽??

(1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院，山東 青島 266003; 2.濱州學(xué)院黃河三角洲生態(tài)環(huán)境研究中心，山東 濱州 256600；3.自然資源部第一海洋研究所，山東 青島 266061)

植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，形成了多種調(diào)控機(jī)制和復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，能夠通過(guò)調(diào)控基因的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)自身生長(zhǎng)發(fā)育，并適應(yīng)、抵抗和耐受各種生物和非生物脅迫[1]。轉(zhuǎn)錄因子(Transcription factor)通過(guò)在基因的啟動(dòng)子區(qū)域與順式作用元件發(fā)生特異性相互作用，激活或抑制特定靶基因的轉(zhuǎn)錄速率，從而參與植物對(duì)環(huán)境脅迫的響應(yīng)[2]。WRKY轉(zhuǎn)錄因子是高等植物中最重要的轉(zhuǎn)錄因子之一[3]，其特征是N端具有高度保守的WRKYGQK氨基酸序列，可與(T)(T)TGAC(C/T)序列(通常稱為W-box)特異性結(jié)合，精確調(diào)控功能基因的表達(dá)。第一個(gè)WRKY轉(zhuǎn)錄因子(SPF1)由Ishiguro和Nakamura[4]從甘薯中鑒定出來(lái)。近年來(lái)，WRKY基因家族成員也在番茄(Solanumlycopersicum)[5]、棗(Ziziphusjujuba)[6]、鷹嘴豆(Cicerarietinum)[7]和黃瓜(Cucumissativus)[8]等植物中被鑒定出來(lái)。WRKY轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)激活或抑制相關(guān)基因的表達(dá)，或者通過(guò)與其他蛋白相互作用，廣泛參與調(diào)節(jié)植物種子萌發(fā)[9]、葉片衰老[10]、花藥和胚胎發(fā)育[11]以及對(duì)生物和非生物脅迫的響應(yīng)[9-11]等多種生理生化過(guò)程，增強(qiáng)植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。目前，植物WRKY基因家族的研究主要集中在陸生作物中[12-14]，在海洋高等植物中研究較少。

鰻草(ZosteramarinaL.)作為一種多年生海洋高等被子植物，是淺海生態(tài)系統(tǒng)重要的初級(jí)生產(chǎn)者[15]。此外，鰻草在穩(wěn)定沉積物、凈化水體方面也具有重要的生態(tài)功能[16-17]。目前的研究表明鰻草是由陸生植物再次進(jìn)入海洋進(jìn)化而來(lái)，能夠在陸海過(guò)渡地帶的潮間帶地區(qū)生存和繁殖，其獨(dú)特的進(jìn)化歷程使其演化出與陸生高等植物和藻類所不同的海洋環(huán)境適應(yīng)機(jī)制。

為了解WRKY轉(zhuǎn)錄因子在鰻草適應(yīng)海洋環(huán)境過(guò)程中的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用，本研究利用生物信息學(xué)手段，深入研究了WRKY基因家族信息及其分子進(jìn)化特征，包括鰻草WRKY基因家族的鑒定及特征分析、基因結(jié)構(gòu)和蛋白保守序列分析、系統(tǒng)發(fā)育分析、啟動(dòng)子區(qū)順式作用元件分析以及在不同器官中的表達(dá)分析。本研究將為研究WRKY基因家族的功能提供基礎(chǔ)，對(duì)于揭示高等被子植物適應(yīng)海洋環(huán)境的內(nèi)在機(jī)制具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 鰻草WRKY基因家族的鑒定及特征分析

從phytozome v12.1數(shù)據(jù)庫(kù)(https://phytozome.jgi.doe.gov)和NCBI網(wǎng)頁(yè)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov)下載所需的鰻草基因組序列、cDNA序列以及蛋白質(zhì)序列文件。以擬南芥(Arabidosisthaliana)WRKY基因家族的氨基酸作為種子序列，搜索鰻草基因組和蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)，篩選獲取e值小于-20的序列作為ZmWRKY候選基因。為更好確定獲取基因的準(zhǔn)確性，本研究結(jié)合Pfam蛋白結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)中WRKY基因家族的DNA結(jié)構(gòu)域，利用HMMER軟件構(gòu)建隱馬爾可夫模型，并以此作為種子序列檢索鰻草蛋白質(zhì)序列，獲取ZmWRKYs的候選基因。綜合兩種篩選方式獲取候選基因，利用SMART軟件對(duì)該候選基因進(jìn)行保守結(jié)構(gòu)域的鑒定，最后篩選出ZmWRKY基因。此外，利用ExPASy生物信息學(xué)資源門(mén)戶網(wǎng)站(https://web.expasy.org/protparam/)對(duì)ZmWRKY蛋白進(jìn)行理化性質(zhì)的分析[18-19]。

1.2 鰻草WRKY基因家族結(jié)構(gòu)和蛋白保守序列分析

使用基因結(jié)構(gòu)顯示系統(tǒng)GSDS(http://gsds.cbi.pku.edu.cn/)構(gòu)建ZmWRKYs基因的結(jié)構(gòu)示意圖。使用MEME(http://meme-suite.org/doc/download.html)對(duì)選定的ZmWRKY蛋白進(jìn)行保守序列分析，基序搜索數(shù)目為5，其他參數(shù)默認(rèn)設(shè)置。

1.3 鰻草WRKY基因家族的系統(tǒng)發(fā)育分析

為了進(jìn)一步分析鰻草WRKY基因家族的進(jìn)化關(guān)系，以擬南芥WRKY基因(AtWRKY)保守結(jié)構(gòu)域的氨基酸序列作為參考序列[3]，使用MEGA 7.0軟件，利用鄰接法構(gòu)建鰻草和擬南芥WRKY基因家族的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。擬南芥WRKY蛋白來(lái)自TAIR數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.arabidopsis.org/)。自檢值設(shè)置為1 000，并使用iTOL在線軟件(http://itol2.embl.de)分析。

1.4 鰻草WRKY基因家族啟動(dòng)子區(qū)順式作用元件分析

從鰻草基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得ZmWRKYs基因轉(zhuǎn)錄起始區(qū)上游2 000 bp的啟動(dòng)子序列。利用PlantCARE在線數(shù)據(jù)(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)和MEME對(duì)鰻草WRKY基因啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件進(jìn)行分析。

1.5 鰻草WRKY基因家族的表達(dá)分析

為研究鰻草WRKY基因家族的表達(dá)模式，對(duì)ZmWRKYs在4個(gè)不同器官中的表達(dá)情況進(jìn)行分析。WRKY基因家族在鰻草不同器官中的表達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)源于NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra)。利用TBtool程序分析ZmWRKY基因的表達(dá)數(shù)據(jù)并繪制基因表達(dá)熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鰻草WRKY基因家族成員的鑒定及其蛋白理化性質(zhì)

在鰻草基因組序列中共鑒定出44個(gè)ZmWRKY基因。根據(jù)結(jié)構(gòu)域數(shù)量和特定鋅指結(jié)構(gòu)的特征，ZmWRKYs被分為Ⅰ組、Ⅱ組和Ⅲ組(見(jiàn)表1)。其中：Ⅰ組成員包含兩個(gè)帶有C2H2鋅指結(jié)構(gòu)的WRKY結(jié)構(gòu)域(除ZmWRKY41外)；Ⅱ組成員包含一個(gè)帶有C2H2鋅指結(jié)構(gòu)的WRKY結(jié)構(gòu)域；Ⅲ組包含一個(gè)特定C2HC鋅指結(jié)構(gòu)的WRKY結(jié)構(gòu)域。Ⅱ組為最大的類群，共有30個(gè)成員，根據(jù)保守基序的差異及進(jìn)化關(guān)系，Ⅱ組可進(jìn)一步劃分為5個(gè)亞組(Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe)。所有ZmWRKY蛋白均含有完整的WRKY結(jié)構(gòu)域。亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示，所有的WRKY蛋白均位于細(xì)胞核。在43種ZmWRKY蛋白中發(fā)現(xiàn)了高度保守的WRKYGQK結(jié)構(gòu)域，而ZmWRKY5存在WRKYGKK結(jié)構(gòu)域序列變異。

表1 鰻草WRKY基因家族成員及其理化性質(zhì)

鰻草WRKY轉(zhuǎn)錄因子的理化特性分析表明，ZmWRKY轉(zhuǎn)錄因子的大小差異較大，其中，ZmWRKY43編碼的蛋白最短，僅有126個(gè)氨基酸，其分子量也最小(14.98 kDa)；ZmWRKY37編碼的蛋白最長(zhǎng)，有703個(gè)氨基酸，其分子量也最大(39.55 kDa)。ZmWRKYs等電點(diǎn)在5.10(ZmWRKY11)～10.07(ZmWRKY21)之間，平均pI值為7.53，表明該家族蛋白趨向于弱堿性。

2.2 鰻草WRKY家族基因結(jié)構(gòu)與蛋白保守基序分析

基因結(jié)構(gòu)分析表明，所有ZmWRKYs基因均含有內(nèi)含子，并且內(nèi)含子數(shù)量表現(xiàn)出多樣性，1～7個(gè)不等(見(jiàn)圖1)。在所有的ZmWRKYs基因中，ZmWRKY11包含7個(gè)內(nèi)含子，內(nèi)含子數(shù)量最多。同一ZmWRKYs亞組成員具有相似的基因結(jié)構(gòu)。例如，Ⅰ組成員均包含3個(gè)內(nèi)含子(ZmWRKY35和ZmWRKY36)，Ⅱa、Ⅱd和Ⅲ組的成員均包含2個(gè)內(nèi)含子(ZmWRKY17除外)，具有4個(gè)內(nèi)含子的ZmWRKYs基因成員僅在Ⅱb組中發(fā)現(xiàn)。

圖1 鰻草WRKY基因結(jié)構(gòu)示意圖

鰻草WRKY蛋白保守基序分析結(jié)果表明，Motif 1、Motif 2和Motif 7在所有44個(gè)ZmWRKYs蛋白中表現(xiàn)為絕對(duì)保守(見(jiàn)圖2)。同一亞組的WRKY蛋白的保守基序較為相似，體現(xiàn)出WRKY基因家族進(jìn)化的保守性。Motif 6和Motif 10只存在于Ⅰ組中，Motif 3在Ⅱa組中高度保守(ZmWRKY43除外)，Motif 5在Ⅱc組中高度保守(ZmWRKY4除外)。Motif 4分布于Ⅰ組、Ⅱb組和Ⅱc組，Motif 9只分布于Ⅱd組和Ⅲ組。同一組的WRKY蛋白具有相似的基序組成，表明同一組的成員可能具有相似的功能。

圖2 鰻草WRKY蛋白保守基序分析

2.3 鰻草WRKY基因家族的系統(tǒng)發(fā)育分析

系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示，ZmWRKYs被劃分為7個(gè)亞組，這與鰻草WRKY基因分類結(jié)果一致(見(jiàn)圖3)。在各亞組內(nèi)部，大部分ZmWRKY基因與AtWRKYs聚到一起。ZmWRKY3不能聚成任何類群。值得注意的是，ZmWRKY41只包含一個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域，但在進(jìn)化樹(shù)中與Ⅰ組成員更接近。

(Zm：鰻草；At：擬南芥。Zm: Z. marina; At: A. thaliana.)

2.4 鰻草WRKY基因家族啟動(dòng)子順式作用元件分析

ZmWRKYs的啟動(dòng)子順式作用元件分析結(jié)果表明，所有的ZmWRKYs基因的啟動(dòng)子區(qū)都含有多種與植物防御反應(yīng)相關(guān)的順式作用元件(見(jiàn)表2)。ZmWRKYs均含有與非生物脅迫響應(yīng)相關(guān)的MYB和MYC。大部分ZmWRKYs基因啟動(dòng)子中都含有W-box，為WRKY結(jié)構(gòu)域特異性結(jié)合的部位。參與激素調(diào)節(jié)的相關(guān)的調(diào)控元件，如ABRE、CGTCA-Motif、ERE、G-box、GARE-Motif、TCA-element、TGA-element和TGACG Motif，廣泛存在于ZmWRKYs中。此外，與低溫、干旱、鹽脅迫等非生物脅迫有關(guān)的LTR和MBS元件存在于多種ZmWRKYs中。

表2 鰻草WRKY基因啟動(dòng)子順式作用元件核心序列與功能

2.5 鰻草WRKY基因家族的表達(dá)分析

鰻草WRKY基因在不同器官中的表達(dá)分析表明，鰻草WRKY基因在所有器官中均有表達(dá)(見(jiàn)圖4)。ZmWRKYs在根和營(yíng)養(yǎng)枝中的表達(dá)量較高，在雌花和雄花中的表達(dá)量較低，其中ZmWRKY20僅在根中表達(dá)。此外，同一基因在不同器官中存在表達(dá)差異。相比于其他器官，ZmWRKY24在雄花中表達(dá)量較高，ZmWRKY4在雌花中表達(dá)量較高，ZmWRKY15和ZmWRKY36在根中具有較高表達(dá)量，ZmWRKY31和ZmWRKY39在營(yíng)養(yǎng)枝中表達(dá)量相對(duì)較高。Ⅱd和Ⅲ組成員在營(yíng)養(yǎng)枝中具有較高的表達(dá)量，而在其他器官中表達(dá)量較低。鰻草雌花發(fā)育前期和后期的表達(dá)結(jié)果表明，部分ZmWRKYs(如ZmWRKY22和ZmWRKY42等)在雌花發(fā)育前后的表達(dá)量存在差異，均表現(xiàn)為雌花發(fā)育前期表達(dá)量較低，雌花發(fā)育后期表達(dá)量較高。

圖4 鰻草WRKY基因在不同器官中的表達(dá)分析

3 討論

WRKY轉(zhuǎn)錄因子作為關(guān)鍵調(diào)控因子參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育[20-22]，在植物抵抗生物和非生物脅迫中具有重要作用[23-25]。WRKY基因家族的功能目前在多種高等植物中得到了廣泛的研究，但在海洋植物中，尤其是在對(duì)近岸海洋生態(tài)具有重要作用的海草中研究較少。

基因復(fù)制不僅可以增加基因的數(shù)量，還是產(chǎn)生新基因的途徑，在基因家族的擴(kuò)展和進(jìn)化中起著重要的作用[26]。為更好的探究陸地和海洋植物WRKY基因的數(shù)目規(guī)律，本研究匯總WRKY基因家族在22個(gè)物種中的數(shù)目特征(見(jiàn)表3)。結(jié)果表明，WRKY基因數(shù)目在不同物種中具有差異性。與陸生高等植物相比，WRKY基因在藻類、苔蘚和蕨類等低等植物中數(shù)目較少，說(shuō)明WRKY基因數(shù)目與植物的進(jìn)化程度有關(guān)[27]。鰻草WRKY基因家族有44個(gè)成員，少于大部分高等植物，多于藻類、苔蘚和蕨類等低等植物。已有研究表明，Ⅰ組WRKY基因起源最早，Ⅱ、Ⅲ組WRKY基因是隨著物種進(jìn)化及基因復(fù)制擴(kuò)大而來(lái)，從而幫助植物增強(qiáng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性[18]。植物中WRKY基因家族成員的數(shù)量隨著物種的進(jìn)化而增加，這可能與基因組復(fù)制有關(guān)[26]。Ⅲ組作為一個(gè)最具活力的且具有許多重復(fù)事件的動(dòng)態(tài)類群，其WRKY基因數(shù)目的差異是WRKY基因家族大小的主要原因[22]。鰻草Ⅲ組WRKY基因數(shù)量為5個(gè)，低于大多數(shù)單子葉植物和雙子葉植物[28-30]。除此之外，植物在進(jìn)化過(guò)程中的選擇性壓力可能影響WRKY基因家族的數(shù)目。鰻草在進(jìn)化過(guò)程中至少經(jīng)歷了3次平行進(jìn)化事件，適應(yīng)陸地生活后又返回海洋環(huán)境中。因此本文作者推測(cè)，鰻草WRKY基因家族數(shù)量相比于其他陸生植物較低的原因是其在進(jìn)化過(guò)程中二次進(jìn)入海洋，導(dǎo)致部分WRKY基因丟失。研究表明，與陸生植物相比，漂浮水生植物少根紫萍(Landoltiapunctata)很少受到干旱脅迫、鹽脅迫和寒冷脅迫，因此少根紫萍會(huì)失去與這些應(yīng)激相關(guān)的WRKY基因，并保留應(yīng)對(duì)水生環(huán)境脅迫相關(guān)的基因，如抗病基因[31]。

表3 不同物種WRKY基因家族的數(shù)量特征

WRKY結(jié)構(gòu)域的缺失通常發(fā)生在單子葉植物中[49]，鰻草中ZmWRKY41也表現(xiàn)出一個(gè)N端WRKY域的丟失。WRKY結(jié)構(gòu)域的WRKYGQK氨基酸序列高度保守，幾乎所有的ZmWRKY基因都具有WRKYGQK的特征序列。然而，ZmWRKY5存在WRKY域序列變異(WRKYGKK)，這種輕微的變異也在水稻(O.sativa)和棗(Z.jujuba)中發(fā)現(xiàn)[6,50]。研究表明，WRKYGKK結(jié)構(gòu)域可以特異性結(jié)合WK-box，這與WRKYGQK特異性結(jié)合的W-box有顯著差異[51]，因此WRKY保守序列的變異可能會(huì)影響WRKY基因與下游靶基因的正常相互作用和結(jié)合特異性[52]。

基因結(jié)構(gòu)多樣性是基因家族進(jìn)化和多樣化的重要組成部分。在木薯(M.esculenta)[37]和小麥(Triticumaestivum)[53]中，WRKY基因內(nèi)含子的數(shù)量分別為0～5和1～5。在本研究中，鰻草WRKY基因內(nèi)含子數(shù)量從1～7個(gè)不等，基因結(jié)構(gòu)顯示出較高的多樣性，表明鰻草基因組在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中經(jīng)歷了很大的選擇變異，這可能與鰻草從陸地回歸到海洋的進(jìn)化過(guò)程有關(guān)。

植物體內(nèi)具有復(fù)雜的防御信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)植物對(duì)外部環(huán)境脅迫的適應(yīng)性[54]。環(huán)境脅迫條件下，WRKY轉(zhuǎn)錄因子可以通過(guò)與下游基因中相應(yīng)的順式作用元件特異性結(jié)合，調(diào)控目的基因在特定時(shí)空的表達(dá)，參與多種代謝途徑和脅迫響應(yīng)過(guò)程，從而增強(qiáng)植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性[55]。本研究中ZmWRKYs中均存在一系列與生長(zhǎng)發(fā)育、生物脅迫、非生物脅迫和激素調(diào)節(jié)相關(guān)的順式元件，表明WRKY基因家族成員可能參與調(diào)節(jié)鰻草生長(zhǎng)發(fā)育和激素誘導(dǎo)，并參與應(yīng)答生物脅迫和非生物脅迫。所有ZmWRKYs均包含與干旱響應(yīng)相關(guān)的MYB和MYC元件，這可能與鰻草周期性失水復(fù)水有關(guān)，因此WRKY基因家族在鰻草適應(yīng)潮間帶生活中可能發(fā)揮重要作用。WRKY蛋白作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白，可以特異性結(jié)合W-box調(diào)控防御相關(guān)基因的表達(dá)。近60%的ZmWRKY基因的啟動(dòng)子區(qū)含有W-box元件，表明這些WRKY轉(zhuǎn)錄因子可能具有自我調(diào)節(jié)或交叉調(diào)節(jié)機(jī)制。

系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)中同源性較高的基因通常具有相似的功能[56]。ZmWRKYs與AtWRKYs存在同源關(guān)系，且AtWRKYs的功能已被廣泛研究，因此利用比較系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)可以推測(cè)ZmWRKYs的基因功能[57]。ZmWRKY3與擬南芥中發(fā)現(xiàn)的AtWRKY38、AtWRKY52相似[3]，不能聚成任何類群。Ⅰ組WRKY基因被認(rèn)為是植物中其他WRKY基因的祖先，更有可能在不同器官中存在特異性表達(dá)特征[58]。本研究Ⅰ組ZmWRKYs具有明顯的器官表達(dá)差異性，在根和營(yíng)養(yǎng)枝中的表達(dá)量較高，在雌花和雄花中的表達(dá)量較低。ZmWRKY36與AtWRKY20親緣關(guān)系較近，且在根和營(yíng)養(yǎng)枝中的表達(dá)量高于其他器官。AtWRKY20可以影響ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)的活性，該酶催化淀粉生物合成過(guò)程的第一個(gè)限速步驟，并參與擬南芥(A.thaliana)葉片淀粉合成過(guò)程[59]，因此推測(cè)ZmWRKY36可能與鰻草葉片淀粉合成有關(guān)。鰻草作為潮間帶被子植物，隨著潮汐的變化，其營(yíng)養(yǎng)枝周期性暴露于空氣中并伴隨著階段性失水和復(fù)水，其根部深入泥沙中吸收水分維持生物體對(duì)水分的需求。研究表明，AtWRKY20能夠增強(qiáng)擬南芥(A.thaliana)對(duì)水淹、失水和鹽脅迫的耐受性[60]。本文作者推測(cè)ZmWRKY36在低潮過(guò)程中能夠增強(qiáng)鰻草對(duì)失水和鹽度變化的耐受性，有助于鰻草在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中適應(yīng)潮間帶生活。

在Ⅱa組中，AtWRKY18作為信號(hào)途徑調(diào)控基因能正向調(diào)節(jié)抗病相關(guān)基因表達(dá)，幫助植物抵抗病原體丁香假單胞菌的侵染[61]。與AtWRKY18同源的ZmWRKY43和ZmWRKY44在根中表達(dá)量相對(duì)較高，表明鰻草的根部相對(duì)于其他器官可能易受病原體侵染，ZmWRKY43和ZmWRKY44可能在鰻草抵抗病原體侵染中發(fā)揮重要作用。前人研究表明Ⅱd組中AtWRKY11參與植物維管束發(fā)育過(guò)程[62]。鰻草WRKY基因家族中Ⅱd組成員在營(yíng)養(yǎng)枝中的表達(dá)量普遍較高，表明Ⅱ組成員可能參與調(diào)控鰻草維管束的發(fā)育。除此之外，大多數(shù)參與開(kāi)花調(diào)控的WRKY基因?qū)儆冖蚪M[60,63-68]。鰻草雄花中ZmWRKY24的表達(dá)量較高，雌花中ZmWRKY4的表達(dá)量較高，ZmWRKY7和ZmWRKY22在雌花開(kāi)花后期的表達(dá)水平顯著高于前期，這些結(jié)果均表明鰻草Ⅱ組WRKY基因可能參與調(diào)節(jié)植物中花的發(fā)育過(guò)程。

Ⅲ組成員是WRKY基因家族中最活躍的類群，在植物抵抗非生物和生物脅迫、增強(qiáng)免疫防御方面發(fā)揮重要作用[69]。例如，擬南芥(A.thaliana)中Ⅲ組大多數(shù)成員對(duì)病原菌感染都有響應(yīng)[58]。研究發(fā)現(xiàn)，在生物和非生物脅迫下，WRKY轉(zhuǎn)錄因子可以與絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)相互作用，激活級(jí)聯(lián)反應(yīng)，顯著影響植物免疫功能[70]。在本研究中Ⅲ組成員的啟動(dòng)子區(qū)域具有MYB、MYC、TGACG-Motif、G-box、CGTCA-Motif等與光照、干旱、低溫及生物脅迫相關(guān)的作用元件，且Ⅲ組成員在根中的表達(dá)量高于其他器官的表達(dá)量，推測(cè)鰻草WRKY基因在根部參與調(diào)節(jié)植物對(duì)應(yīng)答生物脅迫和非生物脅迫的響應(yīng)。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究利用生物信息學(xué)方法，結(jié)合已發(fā)表的鰻草基因組信息，對(duì)鰻草WRKY基因家族進(jìn)行鑒定與分析。研究表明，鰻草WRKY基因家族共有44個(gè)成員，包含Ⅰ組、Ⅱ組和Ⅲ組3個(gè)類群。鰻草WRKY基因家族數(shù)目明顯少于其他陸生高等植物，可能是由于二次入海導(dǎo)致鰻草WRKY基因數(shù)目丟失。鰻草基因結(jié)構(gòu)的多樣性，表明鰻草基因組在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中經(jīng)歷了很大的選擇變異，這可能也與鰻草從陸地回歸到海洋的進(jìn)化過(guò)程有關(guān)。ZmWRKYs的啟動(dòng)子存在MYB、MYC、ABRE、CGTCA-Motif、TGACG Motif、LTR、MBS等順式作用元件，表明WRKY基因家族成員可能參與調(diào)節(jié)鰻草生長(zhǎng)發(fā)育和激素誘導(dǎo)，并參與應(yīng)答生物脅迫和非生物脅迫。轉(zhuǎn)錄表達(dá)分析表明，鰻草WRKY基因存在基因表達(dá)差異和器官表達(dá)差異，ZmWRKYs在根和營(yíng)養(yǎng)枝中的表達(dá)量較高，在雌花和雄花中的表達(dá)量較低。