楊 巍，唐 兵，譚國飛，付文苑，王青青，曾慶鴻，王洪亮，馬建云，張 睿，施紹斌，鄧 英*

（1. 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，貴陽 550006；2. 貴州省園藝工程技術(shù)研究中心，貴陽 550006；3. 貴州省農(nóng)業(yè)科技發(fā)展中心，貴陽 550006；4. 威寧縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，貴州 威寧 553100；5. 威寧縣大西北種養(yǎng)殖專業(yè)合作社，貴州 威寧 553100）

芥菜（Brassica juncea(L.) Czern. et Coss，2n=36，AABB）是一種重要的十字花科類經(jīng)濟(jì)作物，由白菜類（Brassica rapa，2n=20，AA）與黑芥類（Brassica nigra，2n=16，BB）雜交后加倍形成的異源四倍體，可用作油籽、蔬菜和調(diào)味品[1]。菜用芥菜可根據(jù)其食用器官分為葉用芥菜、莖用芥菜、薹用芥菜、根用芥菜和芽用芥菜等，芥菜具有喜冷涼溫潤、耐寒抗凍、抗旱耐熱以及耐貧瘠的特點(diǎn)，在我國長江流域及西南地區(qū)廣泛栽培[2]。

熱激轉(zhuǎn)錄因子（heat shock transcription factor，Hsf）是植物應(yīng)激反應(yīng)中重要的調(diào)控因子，通過識別并特異性結(jié)合熱休克蛋白（heat shock proteins，HSPs）基因啟動(dòng)子的熱激元件（HSE）的保守基序來調(diào)控?zé)峒さ鞍妆磉_(dá)，響應(yīng)各種生物與非生物脅迫，并在植物生長發(fā)育中發(fā)揮重要作用[3-4]。Hsf蛋白進(jìn)化出多個(gè)功能保守域，其中以N 端的DNA 結(jié)合域（DNA-binding domain，DBD）和寡聚化結(jié)構(gòu)域（oligomerization domain，OD，或七肽疏水氨基酸殘基重復(fù)區(qū)域HR-A/B）最為保守，DBD結(jié)構(gòu)域特異性識別并結(jié)合靶基因的熱激元件HSE 的回文保守基序（5＇-AGAAnnTTCT-3＇），激 活 抗 逆 基 因 的 表 達(dá)[5-6]。HR-A/B 具有卷曲螺旋結(jié)構(gòu)的特征，通過可變長度柔性連接體連接到DBD，在轉(zhuǎn)錄因子活性中起作用[7]，根據(jù)DBD 距離OD 的長度及HR-A 與HR-B 之間的氨基酸殘基數(shù)量將Hsf基因家族分為3類：A、B和C[8]。此外，Hsf 蛋白還包含核輸出信號（nuclear export signal，NES）、核定位信號（nuclear localization signal，NLS）以及C 端轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域（C-terminal activation domain，CTAD）[9]。

目前，人們已在擬南芥[8]、二穗短柄草[9]、水稻[10]、菜豆[11]、棉花[12]、矮牽牛[13]、黑麥[14]和玉米[15]等多種植物中對Hsf基因家族進(jìn)行系統(tǒng)性鑒定與分析，Hsf基因家族在不同物種中數(shù)量存在顯著差異，且發(fā)揮多種生物學(xué)功能，如響應(yīng)受熱[16-17]、氧化與干旱[18]、鹽[19]、低溫和重金屬[20-21]等逆境脅迫，參與生物合成[13,22]及生長發(fā)育[23]。隨著芥菜基因組測序工作的完成[24-25]，本文利用生物信息學(xué)鑒定與分析芥菜Hsf基因家族成員的序列特征、進(jìn)化關(guān)系、共線性關(guān)系以及表達(dá)模式分析，從而為研究芥菜Hsf 基因家族的生物學(xué)功能提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 BjuHsf基因家族成員鑒定與理化性質(zhì)分析

從擬南芥基因組數(shù)據(jù)庫TAIR（https：//www.arabidopsis.org/）獲取擬南芥基因組數(shù)據(jù)及Hsf基因家族蛋白序列，從十字花科植物基因組資源綜合數(shù)據(jù)庫BRAD（http：//brassicadb.cn）下載莖瘤芥基因組數(shù)據(jù)Braju_tum_V2.0（B. junceacv. tumida T84-66 V2.0）、大白菜基因組數(shù)據(jù)Brara_Chiifu_V3.5（B.rapacv. Chiifu V3.5）[26]，然后利用TBtools[27]軟件本地化Blast 獲取芥菜Hsf基因家族成員蛋白序列，運(yùn)用NCBI 數(shù)據(jù)庫Blastp 與CCD 在線工具分析芥菜Hsf蛋白功能與保守結(jié)構(gòu)域（pfam00447、smart00415 和cl12113，篩選閾值E＜0.000 01 且氨基酸長度大于100 aa）進(jìn)行初步篩選，以HEATSTER[28]數(shù)據(jù)平臺（https：//applbio.biologie.uni-frankfurt.de/hsf/heatster/home.php）進(jìn)行序列分析進(jìn)一步篩選Hsf 基因家族成員與分類；利用Expasy數(shù)據(jù)庫在線工具protparam（https：//web.expasy.org/protparam/）進(jìn)行Hsf 蛋白序列的氨基酸序列長度、等電點(diǎn)和相對分子質(zhì)量等理化性質(zhì)分析。運(yùn)用WoLF PSORT 在線工具（https：//wolfpsort.hgc.jp/）預(yù)測Hsf蛋白的亞細(xì)胞定位。

1.2 BjuHsf基因染色體定位

利用TBtools對BjuHsf基因進(jìn)行染色體定位。

1.3 BjuHsf基因結(jié)構(gòu)、保守基序分析

利用TBtools分析BjuHsf基因結(jié)構(gòu)，運(yùn)用在線程序MEME Suit5.4.1（https：//meme-suite. org/meme/tools/meme）分析BjuHsf基因家族成員保守基序（參數(shù)設(shè)置：最大基序數(shù)20；其他為默認(rèn)參數(shù)），運(yùn)用MEGA11 與TBtools 軟件繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹與保守基序組成圖。

1.4 BjuHsf蛋白保守結(jié)構(gòu)域分析

使用MEGA11與Genedoc對BjuHsf蛋白的DBD與HR-A/B保守結(jié)構(gòu)域進(jìn)行聚類分析。

1.5 BjuHsf基因GO功能富集與蛋白互作分析

通過EggNOG5.0 數(shù)據(jù)庫（http：//eggnog5.embl.de/#/app/home）進(jìn)行GO 功能富集分析，根據(jù)與大白菜序列同源性，利用STRING11.5數(shù)據(jù)庫分析BjuHsf蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)（protein-protein interaction，PPI），并使用Cytoscape3.9.1進(jìn)行蛋白互作網(wǎng)絡(luò)可視化。

1.6 BjuHsf啟動(dòng)子-順式作用元件分析

通過提取芥菜71 個(gè)Hsf 在基因組數(shù)據(jù)中上游2 000 bp的啟動(dòng)子區(qū)域序列，基于在線數(shù)據(jù)庫Plantcare（https：//bioinformatics. psb. ugent. be/webtools/plantcare/html/）預(yù)測BjuHsf基因啟動(dòng)子的順式作用元件，并使用TBtools繪圖。

1.7 多物種Hsf蛋白進(jìn)化樹的構(gòu)建

以71 個(gè)芥菜Hsf 蛋白、36 個(gè)大白菜Hsf 蛋白及21 個(gè)擬南芥Hsf 蛋白的氨基酸序列為研究對象，使用MEGA11（參數(shù)設(shè)置：最佳氨基酸替代模型JTT+G，最大似然法)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，Bootstrap 值為1 000。運(yùn)用Evolview在線軟件（https：//www.evolgenius.info/evolview/#/）進(jìn)行進(jìn)化樹美化。

1.8 BjuHsf家族基因共線性分析

利用TBtools 對BjuHsf基因進(jìn)行種內(nèi)與種間的共線性分析，并計(jì)算BjuHsf重復(fù)基因?qū)Φ腒a/Ks值。

1.9 BjuHsf基因低溫脅迫的表達(dá)分析

基于本實(shí)驗(yàn)室完成葉用芥菜‘黔青6’號在低溫脅迫（9 ℃，48 h）的試驗(yàn)組與對照組（22 ℃，48 h）的葉片組織RNA-seq數(shù)據(jù)，進(jìn)行BjuHsf基因家族的表達(dá)分析，利用TBtools繪制基因表達(dá)熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 BjuHsf基因家族成員鑒定與理化性質(zhì)

通過本地Blast 檢索、NCBI-CCD 結(jié)構(gòu)域及氨基酸保守序列分析驗(yàn)證，最終獲得71個(gè)BjuHsf基因家族成員（表1）。并根據(jù)HEATSTER數(shù)據(jù)平臺的分類結(jié)果將各基因家族成員進(jìn)行重新命名。71 個(gè)BjuHsf 蛋白的氨基酸長度在214～494 aa 之間，分子量在24.62～55.39 kDa 之間，蛋白等電點(diǎn)介于4.65～9.16 之間，其中64 個(gè)BjuHsf 蛋白為酸性蛋白，7 個(gè)BjuHsf 蛋白為堿性蛋白，不穩(wěn)定系數(shù)均大于40，表明BjuHsf 為不穩(wěn)定的蛋白。脂肪系數(shù)在57.51～79.37 之間，總平均親水性均為負(fù)值，表明BjuHsf 蛋白有較好的親水性。BjuHsf 蛋白亞細(xì)胞定位，除BjuHsfA8a（葉綠體）與BjuHsfB1b（細(xì)胞質(zhì)）之外，其余均位于細(xì)胞核中。

表1 BjuHsf基因家族理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of BjuHsf gene family

（續(xù) 表 1）

2.2 BjuHsf基因家族成員染色體定位

除BjuHsfA1l、BjuHsfA1m、BjuHsfA1n和BjuHsfA7h組裝到scoffold 外，其余67 個(gè)基因家族成員均定位到染色體，且所有染色體上均有Hsf基因分布，特別是AA-Chr03分布基因的基因數(shù)量最多，多達(dá)10個(gè)Hsf基因，其次為BB-Chr02 與BB-Chr07 染色體，均含有6 個(gè)Hsf 基因，而AA-Chr05 與AA-Chr06 染色體最少，均僅有1個(gè)Hsf基因（圖1）。

圖1 BjuHsf基因家族成員基因染色體定位Figure 1 Chromosome location of BjuHsf gene family members

2.3 BjuHsf基因結(jié)構(gòu)、保守基序分析

BjuHsf基因家族成員蛋白共鑒定出20個(gè)motif，其中motif1、motif2 和motif3 屬于DBD 結(jié)合域，所有的BjuHsf 蛋白均含有DBD 結(jié)合域的3 個(gè)motif。motif4、motif5 屬于HR-A/B 區(qū)域，motif14 屬于核定位序列（NLS），motif6 屬于AHAmotif，motif7 屬于核外運(yùn)信號（NES）。在芥菜A、B 和C 三大類Hsf 家族成員中，蛋白質(zhì)保守基序呈現(xiàn)出組間特異性，BjuHsf基因進(jìn)化過程相對保守（圖2b）。

BjuHsf 基因結(jié)構(gòu)分析表明，72%的BjuHsf 基因基因含有2 個(gè)外顯子和1 個(gè)內(nèi)含子，BjuHsfA7a、BjuHsfA7c及BjuHsfA8a含有3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子，BjuHsfC1c 與BjuHsfC1d 不含內(nèi)含子，親緣關(guān)系相近的家族成員的基因結(jié)構(gòu)相似，這表明親緣關(guān)系較近的基因的結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的保守性（圖2c）。

2.4 BjuHsf蛋白結(jié)構(gòu)域分析

通過對BjuHsf 蛋白進(jìn)行多序列比對發(fā)現(xiàn)DBD與HR-A/B 結(jié)構(gòu)域極為保守，BDB 結(jié)構(gòu)域由3 個(gè)α螺旋（α1、α2、α3）和4個(gè)β折疊組成(α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4)，包含93～94 個(gè)氨基酸，而BjuHsfA7a 和BjuHsfA7c 在α3-β3 之間多出16 個(gè)氨基酸，這可能與這些蛋白發(fā)揮的特異性功能有關(guān)（圖3a）。

HR-A/B與DBD的C端相鄰，包含2個(gè)疏水7肽重復(fù)區(qū)域，它在Hsf-Hsf 互作中起著至關(guān)重要的作用[28]。71個(gè)BjuHsf基因家族成員的HR-A/B 保守域序列比對，結(jié)果表明此保守域包含HR-A區(qū)域、HRB 區(qū)域及兩者之間的Insert 區(qū)域，通常將Insert 區(qū)域的氨基酸數(shù)量將Hsf 家族成員歸類為A、B、C 三大類[29]，A類與C類Hsf相比B類Hsf分別多出了21個(gè)、7個(gè)氨基酸殘基。所有的BjuHsf蛋白的HR-A 區(qū)域顯示出3 處非常保守的疏水性氨基酸位點(diǎn)，其中第1、2 處位點(diǎn)為亮氨酸（L），第三處B 類仍為亮氨酸（L）、C類替換為甲硫氨酸（M），A類不同亞組替換為多個(gè)不同氨基酸，而在HR-B 區(qū)域不同亞組間的氨基酸種類差異相對較大（圖3b）。

圖3 BjuHsf蛋白序保守域序列比對Figure 3 Sequence alignment of BjuHsf protein conservative domain

2.5 BjuHsf基因GO功能富集與蛋白互作分析

BjuHsf基因GO功能分析結(jié)果表明，BjuHsf參與了含核堿基化合物代謝過程的調(diào)控，有機(jī)物生物合成過程、代謝過程的調(diào)控、有機(jī)環(huán)狀化合物代謝過程、細(xì)胞芳香化合物代謝過程、氮化合物代謝過程、初級代謝過程的調(diào)控、RNA 生物合成過程、溫度刺激響應(yīng)和熱刺激反應(yīng)等生物學(xué)過程。細(xì)胞成分主要位于細(xì)胞核、細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)合細(xì)胞器、膜結(jié)合細(xì)胞器和胞內(nèi)細(xì)胞器等。主要分子功能涉及轉(zhuǎn)錄調(diào)控活性、DNA 結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子活性、相同蛋白結(jié)合和蛋白質(zhì)同源二聚化活性等（圖4a）。BjuHsf 家族成員蛋白互作分析表明BjuA3b、BjuA2b、BjuA5b、BjuA1d和BjuA2h 為關(guān)鍵核心蛋白與多個(gè)家族成員存在相互作用（見圖4b）。

圖4 BjuHsf基因GO功能富集及蛋白互作分析Figure 4 GO function enrichment and protein interaction analysis of BjuHsf gene

2.6 BjuHsf啟動(dòng)子-順式作用元件分析

利用PlantCARE數(shù)據(jù)庫預(yù)測BjuHsf基因啟動(dòng)子區(qū)順式元件，共發(fā)現(xiàn)109種順式作用元件，包含光響應(yīng)元件、脫落酸響應(yīng)元件、生長素響應(yīng)元件、赤霉素響應(yīng)元件、水楊酸響應(yīng)元件、防御與壓力響應(yīng)元件、干旱脅迫響應(yīng)元件、茉莉酸甲酯響應(yīng)元件、低溫響應(yīng)元件、創(chuàng)傷響應(yīng)元件、厭氧脅迫響應(yīng)元件、類黃酮類合成元件、晝夜節(jié)律調(diào)控元件、分生組織表達(dá)相關(guān)順式元件和胚乳表達(dá)調(diào)控順式元件等，表明BjuHsf基因在芥菜應(yīng)答逆境脅迫、生物合成等方面執(zhí)行多種生物學(xué)功能（圖5）。

圖5 BjuHsf基因家族成員啟動(dòng)子-順式元件Figure 5 Promoter-cis element of BjuHsf gene family members

2.7 多物種Hsf蛋白系統(tǒng)進(jìn)化樹分析

利用芥菜、大白菜和擬南芥Hsf 蛋白的全長序列構(gòu)建了系統(tǒng)性進(jìn)化樹（圖6），將BjuHsf 蛋白分為A、B、C3 個(gè)大類，其中A 類分為9 個(gè)亞組A1-A9，B類分為4個(gè)亞組B1-B4亞組，C類僅有1個(gè)C1亞組，上述進(jìn)化樹聚類結(jié)果與HEATSTER 數(shù)據(jù)庫的分類結(jié)果相一致，同時(shí)，3個(gè)物種均缺失B5、C2亞組家族成員，這顯示出物種進(jìn)化的特異性。此外，進(jìn)化樹Hsf家族成員的A、C組與B組分別聚類成2個(gè)大組，C1亞組屬于A2、A7、A6、A1、A8和A3亞組聚類大分枝的外枝，不同亞組家族成員表現(xiàn)出差異的進(jìn)化關(guān)系，如A2 與A7，A1 與A6、A6 與A7、B3 與B1、B2 與B4分別聚在一起，顯示出趨同與趨異的進(jìn)化趨勢。

2.8 BjuHsf基因家族共線性分析

芥菜基因組共線性分析表明，67個(gè)BjuHsf基因共產(chǎn)生105個(gè)片段重復(fù)事件（圖7a）。BjuHsf旁系同源基因?qū)a/Ks比值均小于1，表明BjuHsf基因受純化選擇壓力（圖7b）。進(jìn)一步分析擬南芥、芥菜、大白菜Hsf基因的共線性關(guān)系，結(jié)果顯示芥菜與擬南芥之間共鑒定出68個(gè)直系同源基因?qū)?，而芥菜與大白菜之間共鑒定出133 個(gè)直系同源基因?qū)Γ▓D7c），這表明芥菜和大白菜的Hsf基因家族具有更近的同源性進(jìn)化關(guān)系。

圖7 Hsf基因的共線性分析Figure 7 Collinearity analysis of Hsf gene

2.9 BjuHsf基因在低溫脅迫下的表達(dá)模式分析

葉用芥菜葉片組織中的BjuHsf基因在低溫組（9 ℃，48 h）與對照組（22 ℃，48 h）表達(dá)模式如圖8所示。從RNA-seq 數(shù)據(jù)中獲取了43 個(gè)BjuHsf家族成員的基因表達(dá)量，另外28個(gè)BjuHsf基因表達(dá)數(shù)據(jù)未能獲取，這可能與基因的表達(dá)組織特異性，葉用芥菜與莖瘤芥的遺傳差異等因素有關(guān)。BjuHsf基因在低溫脅迫下的表達(dá)模式可分為3類，第一類：有8個(gè)BjuHsf基 因：BjuHsfA1a、BjuHsfA1i、BjuHsfA1m、BjuHsfA1n、BjuHsfA1o、BjuHsfA3b、BjuHsfA4g和BjuHsfA7f，在低溫脅迫下的表達(dá)量顯著上調(diào)表達(dá)，推測這些基因參與了芥菜低溫脅迫應(yīng)答反應(yīng)；第二類：有6 個(gè)BjuHsf基 因：BjuHsfA1e、BjuHsfA2a、BjuHsfB2b、BjuHsfB2c、BjuHsfB2e和BjuHsfB2h，在低溫脅迫下的表達(dá)量顯著下調(diào)表達(dá)，可能低溫脅迫在一定程度上抑制這6 個(gè)BjuHsf基因的表達(dá)；第三類為其他差異表達(dá)不顯著29 個(gè)BjuHsf基因。從顯著性差異表達(dá)的BjuHsf基因分布情況，可以看出A 類BjuHsf基因顯著上調(diào)的較多，而B類BjuHsf基因顯著下調(diào)的較多，說明A 類BjuHsf基因在應(yīng)答低溫脅迫發(fā)揮重要作用，而低溫則會抑制B 類BjuHsf基因的表 達(dá)。 另 外，BjuHsfA1m、BjuHsfA1n、BjuHsfA1o、BjuHsfA4b、BjuHsfA4g、BjuHsfA8b和BjuHsfA8c等，這些基因的表達(dá)量顯著高于其他成員基因，推測這些基因在芥菜葉片組織中執(zhí)行了重要的生物學(xué)功能。

圖8 BjuHsf基因熱圖Figure 8 BjuHsf gene heatmap

3 討論

芥菜是我國一種重要的蔬菜作物，在生長發(fā)育時(shí)期極易受到各種非生物脅迫（如熱、冷、干旱等）與生物脅迫（如真菌性、細(xì)菌性病害）的影響，造成經(jīng)濟(jì)損失。而Hsf基因作為植物最重要的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，在植物生長發(fā)育調(diào)控、響應(yīng)脅迫方面發(fā)揮著重要作用[30]，研究BjuHsf基因家族的分子功能對于指導(dǎo)分子育種提高作物抗逆性具有重要意義。

本研究利用擬南芥Hsf基因家族序列對芥菜基因組進(jìn)行同源序列比對獲取候選BjuHsf基因家族成員，并對候選基因進(jìn)行理化性質(zhì)分析、保守結(jié)構(gòu)域和保守基序等分析，最終鑒定出71個(gè)BjuHsf基因家族成員。BjuHsf基因家族保守基序與基因結(jié)構(gòu)分析表明同一亞組內(nèi)家族成員的氨基酸保守基序與基因結(jié)構(gòu)相似，特別是所有的BjuHsf 均發(fā)現(xiàn)DBD 與HR-A/B結(jié)構(gòu)域，相鄰的HR-A/B結(jié)構(gòu)域之間插入不同數(shù)量的氨基酸殘基而將BjuHsf 家族分為3 大類（A、B、C），這與貫葉連翹[31]、菠蘿[32]的研究結(jié)果相一致，同時(shí)也在HEATSTER數(shù)據(jù)庫與系統(tǒng)進(jìn)化樹分析得到驗(yàn)證。

熱激轉(zhuǎn)錄因子（Hsfs）作為熱激蛋白（HSP）的激活劑，在應(yīng)對逆境脅迫和植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)在擬南芥中AtHsfA2過表達(dá)能夠顯著熱脅迫與氧化應(yīng)激的耐受性[33]，ZmHsf08在玉米中對鹽脅迫與干旱脅迫起到負(fù)調(diào)控作用[34]，菜豆PvHsfs在應(yīng)對冷、熱、鹽及重金屬等非生物脅迫中發(fā)揮不同功能[11]。本文對BjuHsf 蛋白的GO 功能富集分析表明在芥菜中該基因家族成員參與有機(jī)物合成與代謝、RNA合成和受熱應(yīng)激反應(yīng)等生物學(xué)過程，而基因啟動(dòng)子-順式作用元件分析發(fā)現(xiàn)BjuHsf基因參與生長發(fā)育、脅迫響應(yīng)、生物合成和激素應(yīng)答等生物學(xué)過程，這說明Hsf基因家族在不同物種中分化出多種復(fù)雜的生物學(xué)功能。BjuHsf 蛋白互作 分 析 表 明BjuA3b、BjuA2b、BjuA5b、BjuA1d 和BjuA2h 作為核心蛋白與多個(gè)家族成員存在互作關(guān)系，當(dāng)植株受到外界刺激時(shí)，這些家族成員通過HR-A/B構(gòu)成的蜷曲螺旋結(jié)構(gòu)形成同源或異源多聚體，誘導(dǎo)下游熱激蛋白（heat shock protein，HSP）表達(dá)，發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)。

系統(tǒng)性進(jìn)化樹分析表明不同物種Hsf基因家族亞組間出現(xiàn)趨同與趨異的進(jìn)化趨勢。BjuHsf基因家族成員不均勻分布于18對染色體，共線性分析發(fā)現(xiàn)105 個(gè)基因復(fù)制事件導(dǎo)致了BjuHsf發(fā)生了基因擴(kuò)張，基因復(fù)制是產(chǎn)生新基因的來源，促使新功能基因的產(chǎn)生，有助于BjuHsf的進(jìn)化。BjuHsf重復(fù)基因?qū)Φ腒a/Ks比值均小于1，表明BjuHsf基因受到純化選擇壓力，強(qiáng)純化選擇壓力維持了BjuHsf基因家族的功能。芥菜與大白菜相比擬南芥具有更多的直系同源基因?qū)?，說明BjuHsf與大白菜Hsf具有更近的同源進(jìn)化關(guān)系。

在低溫脅迫下，葉用芥菜8 個(gè)BjuHsf基因顯著上調(diào)表達(dá)，6個(gè)BjuHsf基因顯著下調(diào)表達(dá)，顯著上調(diào)表達(dá)的基因多為A 類BjuHsf，而顯著下調(diào)表達(dá)的基因多為B 類BjuHsf，C 類則無顯著變化，表明A 類BjuHsf基因在低溫脅迫應(yīng)答反應(yīng)中發(fā)揮重要的調(diào)控作用，而低溫脅迫更多抑制了B 類BjuHsf基因的表達(dá)，這將為后續(xù)研究芥菜低溫脅迫應(yīng)答機(jī)制的研究提供了理論依據(jù)。

4 結(jié)論

本文利用生物信息學(xué)系統(tǒng)性研究了BjuHsf基因家族的基因結(jié)構(gòu)、保守基序、保守結(jié)構(gòu)域、種系進(jìn)化和順式作用元件以及表達(dá)模式。最終篩選出8 個(gè)BjuHsf基因與芥菜耐寒機(jī)制密切相關(guān)，可作為研究提高芥菜耐寒性的候選基因。本研究為研究芥菜Hsf基因家族提供了參考價(jià)值，為分子育種提高作物抗逆性提供科學(xué)依據(jù)。