摘要：干旱脅迫能誘導(dǎo)作物蠟酯合成酶/二酰甘油?；D(zhuǎn)移酶基因WSD（wax synthase/diacylglycerol acyltransferase）的表達(dá)。為明確甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因的理化性質(zhì)及其對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)特征，本研究基于甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫，利用生物信息學(xué)方法從甘藍(lán)型油菜基因組中篩選BnWSD家族基因并對(duì)其結(jié)構(gòu)、染色體定位、系統(tǒng)進(jìn)化樹及其編碼蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、保守基序、順式作用元件等進(jìn)行分析，并以隴油10號(hào)為試驗(yàn)材料，通過干旱脅迫處理明確BnWSD家族基因成員的表達(dá)特性。結(jié)果表明，甘藍(lán)型油菜基因組中共鑒定到36個(gè)BnWSD家族基因，可分為3個(gè)亞家族，其編碼蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量為105～538個(gè)，等電點(diǎn)為6.32～9.63；36個(gè)BnWSD家族基因共有8個(gè)保守基序，每個(gè)基因含有2～8個(gè)保守基序，motif 2是該家族共有的功能基序，在進(jìn)化上較為保守；甘藍(lán)型油菜BnWSD基因啟動(dòng)子區(qū)域存在11個(gè)與光響應(yīng)、激素應(yīng)答、干旱脅迫應(yīng)答等相關(guān)的順式作用元件。甘藍(lán)型油菜不同器官中BnWSD基因的相對(duì)表達(dá)量存在差異，葉和莖中相對(duì)表達(dá)量較高，而根和花中的相對(duì)表達(dá)量較低或不表達(dá)。隨著干旱程度加深，甘藍(lán)型油菜葉片中BnWSD1-1、BnWSD2、BnWSD8、BnWSD9、BnWSD12、BnWSD18-1、BnWSD20-1、BnWSD24-1等基因的相對(duì)表達(dá)量呈增加趨勢。綜上，BnWSD基因與甘藍(lán)型油菜抗旱性能密切相關(guān)，本研究結(jié)果為進(jìn)一步解析甘藍(lán)型油菜抗旱機(jī)制、明確BnWSD基因家族在表皮蠟質(zhì)累積中的作用及甘藍(lán)型油菜抗旱性品種選育提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜；WSD基因家族；鑒定；干旱脅迫

中圖分類號(hào)：S634.301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2024）07-1170-12Identification of BnWSD family genes in Brassica napus L. and their expression characteristics under drought stressWAN Junbin WANG Wangtian SUN Wancang MA Li WU Junyan LIU Lijun PU Yuanyuan ZHANG Yan LI Zhizhong ZHOU Rong

（1.College of Life Science and Technology of Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Arid Habitat Crop Science of Gansu Province， Lanzhou 730070， China;2.Gansu Rape Engineering Technology Research Center， Lanzhou 730070， China）

Abstract：Drought stress can induce the expression of crop wax synthase/diacylglycerol acyltransferase （WSD） gene. In order to clarify the physical and chemical properties of BnWSD family genes in Brassica napus and their response characteristics to drought stress， this study used bioinformatics methods to screen BnWSD family genes from the B. napus genome and analyzed their structure， chromosome location， phylogenetic tree and the physical and chemical properties， structure， conserved motifs and cis-acting elements of their encoding proteins， based on the B. napus transcriptome database. The expression characteristics of BnWSD family genes were determined by drought stress treatment with Longyou 10 as the experimental material. The results showed that a total of 36 BnWSD family genes were identified in the genome of B.napus， of which could be divided into three subfamilies. The number of amino acids of encoded proteins of 36 BnWSD family genes ranged from 105 to 538， and the isoelectric point ranged from 6.32 to 9.63. There were eight conserved motifs in 36 BnWSD family genes， and each gene contained two to eight conserved motifs， and motif 2 was a common functional motif in the BnWSD family genes， which was relatively conserved in evolution. There were 11 cis-acting elements related to light response， hormone response and drought stress response in the promoter region of BnWSD gene in B. napus. The relative expression levels of BnWSD gene in different organs of B.napus were different. The relative expression levels in leaves and stems were relatively higher， while the relative expression levels in roots and flowers were relatively lower or not expressed. With the deepening of drought， the relative expression levels of BnWSD1-1， BnWSD2， BnWSD8， BnWSD9， BnWSD12， BnWSD18-1， BnWSD20-1 and BnWSD24-1 in leaves of B.napus showed an increasing trend. In summary， the BnWSD gene was closely related to the drought resistance of B.napus. The results of this study provide a basis for further analysis of the drought resistance mechanism of B.napus and clarifying the role of the BnWSD gene family in epidermal wax accumulation and the breeding of drought-resistant B.napus varieties.

Key words：Brassica napus;WSD gene family;identification;drought stress

甘藍(lán)型油菜（Brassica napus L）是十字花科蕓薹屬一年生或二年生作物。中國的油菜種植面積約6.67×10⁶ hm²，油菜籽年均總產(chǎn)量約1.40×10⁷ t，每年可以提供5.2×10⁶ t的優(yōu)質(zhì)菜油[1-2]。菜油含有豐富的不飽和脂肪酸，油脂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易被氧化，是居民生活常用的健康食用植物油之一[3-6]。由于中國人口基數(shù)大，國產(chǎn)食用油無法滿足居民的生活需求，每年需要進(jìn)口大量食用油，因此提高中國的油料作物產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平勢在必行[7]。

油菜生長的土壤適宜相對(duì)含水量約為60%[8]。不同時(shí)期的干旱脅迫都會(huì)影響油菜的生長發(fā)育，導(dǎo)致油菜產(chǎn)量和品質(zhì)下降。20世紀(jì)80年代以來，全球氣候變暖給中高緯度地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了更為充足的熱量資源，但同時(shí)亦增加了中高緯度地區(qū)干旱發(fā)生的頻率和強(qiáng)度，給作物生長帶來了一定的氣候風(fēng)險(xiǎn)[9-10]。中國西北地區(qū)的冬油菜是中國油菜種植的重要組成部分，在氣候變暖的大背景下，該地區(qū)的冬油菜種植面積呈增加趨勢。但西北地區(qū)冬油菜生長常面臨冬寒和冬春旱的交替脅迫，因此培育抗旱性油菜新品種已成為西北地區(qū)油菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要支撐。干旱脅迫下，作物會(huì)調(diào)控特定基因表達(dá)，改變植株形態(tài)和相關(guān)生理代謝以減少水分損失[11]。表皮蠟質(zhì)是覆蓋在植物表層的第一層防失水屏障，在植物適應(yīng)干旱環(huán)境、減少失水方面起重要作用[12]。植物表層蠟質(zhì)的積累與C16或C18脂肪酸合成、長鏈脂肪酸合成、蠟質(zhì)物質(zhì)形成等3個(gè)代謝過程相關(guān)。首先是乙酰輔酶A在植物表皮細(xì)胞質(zhì)體中，在脂肪酸合成酶復(fù)合體（FAS）催化下，以2C的形式循環(huán)延伸形成C16或C18脂肪酸[13-14]；其次在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，C16或C18脂肪酸輔酶A在脂肪酸延長酶（FAE）合成、還原、脫水等作用下，以丙二酰輔酶A為原料，以2C的形式繼續(xù)循環(huán)延伸生成蠟質(zhì)合成的基礎(chǔ)物質(zhì)長鏈脂肪酸（VLCFA）[15-18]；最后，長鏈脂肪酸經(jīng)過?；€原途徑生成烷基酯，經(jīng)脫羰途徑生成醛類、烷烴類、二級(jí)醇和酮類等物質(zhì)，烷基脂和酮類物質(zhì)形成蠟質(zhì)混合物，經(jīng)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白運(yùn)輸，穿過質(zhì)膜與細(xì)胞壁形成角質(zhì)層[19-22]。在上述?；€原途徑中，初級(jí)醇經(jīng)蠟質(zhì)合成酶（WSD1）催化調(diào)控形成烷基酯[23]。

WSD1基因在酵母細(xì)胞中過量表達(dá)會(huì)造成擬南芥莖稈蠟酯的積累，若將WSD1基因沉默后蠟酯的含量會(huì)顯著減少[24]，這說明蠟酯的積累受到WSD1基因調(diào)控。蠟酯是表皮蠟質(zhì)合成過程中最重要的成分。Jetter等[13]研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥WSD基因編碼蠟酯合成酶，主要作用于?；€原途徑。鑒于目前油菜中WSD基因的功能尚未見報(bào)道，本研究以甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，利用生物信息學(xué)方法篩選與鑒定甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因，并分析該基因家族在干旱脅迫下的表達(dá)特征，旨在揭示BnWSD家族基因的生物學(xué)功能，為油菜抗旱性育種提供新思路。

1材料與方法

1.1植物材料與處理

試驗(yàn)材料為甘藍(lán)型油菜品種隴油10號(hào)，油菜種子經(jīng)0.3%硝酸鉀溶液催芽處理3 h后播種于花盆中直至萌發(fā)，幼苗在溫室培養(yǎng)，室溫24 ℃，土壤相對(duì)含水量60%左右，光照時(shí)間12 h/d。待甘藍(lán)型油菜成長到盛花期使用不同含量（0%、5%、10%、15%、20%）的聚乙二醇（PEG）進(jìn)行灌根處理，灌根3 d后，采集不同PEG含量處理的油菜葉片以及20%PEG處理的油菜根、莖、葉、花、葉柄等組織各0.5 g，共3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，用液氮速凍后于-80 ℃冰箱保存待用。

1.2甘藍(lán)型油菜BnWSD基因檢索及鑒定

首先在擬南芥數(shù)據(jù)庫（https：//www.arabidopsis.org）中檢索蠟質(zhì)合成酶基因（WSD），基于隱馬爾科夫模型和甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫（https：//yanglab.hzau.edu.cn/bntir），利用BLAST軟件比對(duì)獲得甘藍(lán)型油菜WSD家族候選基因，刪除重復(fù)與冗余的序列，獲得甘藍(lán)型油菜WSD基因家族成員。

1.3甘藍(lán)型油菜BnWSD基因編碼蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)分析利用在線軟件ExPASy（http：//web.expasy.org/）及WOLF PSORT（http//www.genscript.com/wolf-psort.html）預(yù)測BnWSD家族基因編碼蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)，包括氨基酸長度、等電點(diǎn)、脂肪系數(shù)、親水性與亞細(xì)胞定位。為了解BnWSD家族基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功能，使用在線軟件SOPMA（http：//www.prabi.fr/）預(yù)測蛋白質(zhì)二結(jié)構(gòu)，利用在線軟件SWISS-MODEL（https：//www.swissmodel.expasy.org/）預(yù)測蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。

1.4甘藍(lán)型油菜BnWSD基因結(jié)構(gòu)及保守基序分析

整理甘藍(lán)型油菜的基因組文件，從中單獨(dú)提取出BnWSD基因家族的序列信息，利用在線軟件MEME（https：//meme-suite.org/meme/tools/meme）預(yù)測其保守結(jié)構(gòu)域，然后利用TBtools軟件分析基因結(jié)構(gòu)及保守基序。

1.5甘藍(lán)型油菜BnWSD基因染色體定位分析

根據(jù)甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫（BnTIR）中的ZS11.V2基因組文件（gff格式）中的注釋信息，利用TBtools軟件提取甘藍(lán)型油菜WSD家族基因在染色體上的位置信息，并對(duì)其進(jìn)行可視化分析。

1.6甘藍(lán)型油菜BnWSD基因家族蛋白質(zhì)系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建在美國國家生物技術(shù)信息中心（NCBI）數(shù)據(jù)庫中選擇模式生物擬南芥、白菜型油菜、番茄、冬瓜及本研究鑒定得到的甘藍(lán)型油菜WSD家族基因，利用MEGA7.0軟件，采用最大似然法，重復(fù)次數(shù)1 000次，構(gòu)建進(jìn)化樹。

1.7甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因啟動(dòng)子順式作用元件分析利用TBtools軟件提取BnWSD家族基因編碼序列（CDS）上游2 000 bp的序列，利用Plant CARE（https：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）在線網(wǎng)站進(jìn)行啟動(dòng)子順式作用元件分析，利用TBtools軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行可視化。

1.8不同干旱處理下WSD家族基因的表達(dá)分析

利用植物組織RNA快速提取試劑盒提取不同處理樣品的總RNA，利用FastKing gDNA Dispelling RT SuperMIX逆轉(zhuǎn)錄試劑盒進(jìn)行cDNA合成。研究中選取分布于不同染色體上的8個(gè)代表性基因進(jìn)行干旱脅迫的表達(dá)量變化分析，基因特異性擴(kuò)增引物（表1）采用NCBI-Primer軟件設(shè)計(jì)。以肌動(dòng)蛋白編碼基因（Actin）作為內(nèi)參基因，采用FasyReal qPCR PreMIX（SYBR Green）試劑盒和美國Applied Biosystems公司的Abi-vivia 7實(shí)時(shí)PCR系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR擴(kuò)增，檢測各基因循環(huán)閾值（Ct值），使用2-△△Ct方法計(jì)算基因的相對(duì)表達(dá)量，各測定3個(gè)重復(fù)。本研究中所有試劑均購自天根生化科技（北京）有限公司。

2結(jié)果與分析

2.1甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因的鑒定及其編碼蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)通過同源比對(duì)，在甘藍(lán)型油菜中共鑒定到36個(gè)WSD家族基因，按照其在染色體上的位置依次命名為BnWSD1-1～BnWSD25-2。36個(gè)WSD家族基因編碼蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)如表2所示。從表2可以看出，甘藍(lán)型油菜36個(gè)WSD家族基因編碼蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量為105～538個(gè)，理論等電點(diǎn)為6.32～9.63，說明該家族基因編碼蛋白質(zhì)中既有堿性蛋白質(zhì)，又有酸性蛋白質(zhì)，不穩(wěn)定指數(shù)為29.02～52.71，其中，19個(gè)編碼蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定指數(shù)大于40.00，屬于不穩(wěn)定蛋白質(zhì)，其余為穩(wěn)定性蛋白質(zhì)；脂肪系數(shù)為88.52～109.71，親水性系數(shù)為-0.311～0.429，均為兩性蛋白（親水性系數(shù)為-0.500～0.500）；亞細(xì)胞定位預(yù)測發(fā)現(xiàn)該家族基因大部分位于質(zhì)膜和細(xì)胞質(zhì)中，部分位于葉綠體和細(xì)胞核內(nèi)。甘藍(lán)型油菜36個(gè)BnWSD家族基因編碼蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)以α-螺旋與無規(guī)則卷曲為主，占比分別為35.11%～46.40%和29.52%～45.20%；延伸鏈與β-轉(zhuǎn)角占比相對(duì)較低，分別為15.00%～26.67%和2.06%～6.55%（表3）。36個(gè)BnWSD家族基因編碼蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)（圖1）以α-螺旋與無規(guī)則卷曲為主，與二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果一致。

2.2甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因染色體定位

36個(gè)甘藍(lán)型油菜BnWSD基因分布在13條染色體上，A03號(hào)染色體上分布得最多，有8個(gè)BnWSD基因，A06號(hào)、A07號(hào)、A08號(hào)、A09號(hào)、C01號(hào)染色體上均各有1個(gè)BnWSD基因，A01號(hào)、A10號(hào)、C06號(hào)、C09號(hào)染色體上各有2個(gè)BnWSD基因，A02號(hào)、C02號(hào)和C03號(hào)染色體上分別有4個(gè)、5個(gè)和6個(gè)BnWSD基因（圖2）。

2.3甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因結(jié)構(gòu)及保守基序

甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因共有8個(gè)保守基序，每個(gè)基序編碼的氨基酸長度均不相同，具體如表4所示。甘藍(lán)型油菜BnWSD基因家族共分為3個(gè)亞族，每個(gè)亞族所含的主要保守基序均不相同（圖3A）。亞族Ⅰ有17個(gè)成員，其中BnWSD25-1只有Motif 2和Motif 4，BnWSD22沒有Motif 2，但有2個(gè)Motif 3，BnWSD14只有6個(gè)Motif，其他成員均含有8個(gè)Motif；亞族Ⅱ有7個(gè)成員，BnWSD5-3與BnWSD20-2只有3個(gè)Motif，而BnWSD5-2和BnWSD2分別缺失Motif 7和Motif 3，其他3個(gè)成員均含8個(gè)Motif；亞族Ⅲ有12個(gè)成員，其中，BnWSD1-2有5個(gè)Motif，BnWSD24-1有7個(gè)motif，BnWSD25-2有6個(gè)Motif，其他成員均含8個(gè)Motif。除BnWSD22基因外，其他成員均具有Motif 2，推測Motif 2是該家族共有的功能基序。甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因均含有外顯子結(jié)構(gòu)，且外顯子數(shù)目為3～8個(gè)，80%的家族成員含有6～7個(gè)外顯子。亞族Ⅰ中BnWSD25-1、亞族Ⅱ中BnWSD5-3與BnWSD20-2，亞族Ⅲ中BnWSD1-2基因外顯子較少，其他基因均含6～7個(gè)外顯子，說明該家族基因在進(jìn)化過程中較為保守（圖3B）。

2.4甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因系統(tǒng)發(fā)育樹

對(duì)甘藍(lán)型油菜、白菜型油菜、擬南芥、番茄和冬瓜5個(gè)物種99個(gè)WSD蛋白進(jìn)行多重比對(duì)后，構(gòu)建的發(fā)育進(jìn)化樹如圖4所示。99個(gè)WSD蛋白可分為11個(gè)分支（Ⅰ～Ⅺ），分別含有2個(gè)、5個(gè)、3個(gè)、5個(gè)、17個(gè)、4個(gè)、7個(gè)、18個(gè)、4個(gè)、16個(gè)和18個(gè)WSD蛋白。甘藍(lán)型油菜BnWSD蛋白散亂分布于分支Ⅲ～Ⅺ。Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)分支以冬瓜WSD蛋白為主，所以冬瓜與甘藍(lán)型油菜親緣關(guān)系較遠(yuǎn)；在分支Ⅷ與Ⅺ中BnWSD蛋白較多，分別有6個(gè)和7個(gè)，這2個(gè)分支以白菜型油菜與番茄WSD蛋白為主，因此甘藍(lán)型油菜親緣關(guān)系上與同屬的白菜型油菜最為接近，其次為番茄。

2.5甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因順式作用元件

甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游的順式作用元件大致分可為3類，第1類是光響應(yīng)元件，如AE-box、G-box、GT1-motif等；第2類是激素應(yīng)答元件，如ABRE、CGTCA-motif、TCA-element、TGA-element、GARE-motif等；第3類是逆境應(yīng)答性元件，如ARE、MBS、MRE等（圖5）。ARE、TCA-element、CGTCA-motif等元件在大部分基因上都有分布，ABRE和P-box元件在所有基因上均有分布，且在部分基因上存在多個(gè)同等元件，這些元件均與植物抗旱性相關(guān)，因此，可以認(rèn)為該家族基因與植物抗旱有關(guān)。

2.6甘藍(lán)型油菜BnWSD家族基因表達(dá)分析

隨著PEG含量的升高，油菜葉片中BnWSD1-1、BnWSD2、BnWSD8、BnWSD9、BnWSD12、BnWSD18-1、BnWSD20-1、BnWSD24-1 8個(gè)代表性基因的相對(duì)表達(dá)量均呈增加的趨勢，其中，BnWSD12相對(duì)表達(dá)量增加得最為明顯（圖6a），這說明BnWSD家族基因與抗旱相關(guān)。20% PEG處理下，葉片中8個(gè)BnWSD代表性基因的相對(duì)表達(dá)量最高，莖中相對(duì)表達(dá)量其次，根和花中相對(duì)表達(dá)量較低，或者不表達(dá)。BnWSD12、BnWSD18-1、BnWSD24-1 3個(gè)基因在根中沒有表達(dá)，花中8個(gè)BnWSD代表性基因的相對(duì)表達(dá)量均不超過0.50（圖6b）。上述結(jié)果說明，BnWSD基因家族主要在葉片和莖中表達(dá)，而這些器官是作物失水的主要部位，這進(jìn)一步證實(shí)該家族基因與植物失水調(diào)控有關(guān)。

3討論

干旱是當(dāng)前全球最具危害性的的自然災(zāi)害之一。干旱不僅抑制作物生長發(fā)育，還能降低作物抵御病蟲害的能力，導(dǎo)致作物的產(chǎn)量和品質(zhì)下降[25-31]。為了適應(yīng)干旱環(huán)境，作物感受到干旱信號(hào)時(shí)，會(huì)調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)而改變植株形態(tài)結(jié)構(gòu)和相關(guān)生理過程來減少水分損失，如關(guān)閉氣孔以減少蒸騰作用，分泌表皮蠟質(zhì)防止非氣孔性失水等[12]。WSD基因能調(diào)控蠟酯合酶/二酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶的合成。本研究通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，甘藍(lán)型油菜BnWSD基因家族共36個(gè)成員，而擬南芥中僅有12個(gè)WSD基因，造成這種結(jié)果的原因是蕓薹屬植物在進(jìn)化過程中進(jìn)行了全基因組的三倍化，所以甘藍(lán)型油菜WSD家族基因的數(shù)量是擬南芥的3倍[26]。36個(gè)BnWSD基因分布在13條不同的染色體上，并且各染色體上WSD基因的分布并不均勻，存在較多的串聯(lián)基因，這些串聯(lián)基因在基因的復(fù)制和重組中具有重要作用[27]。亞細(xì)胞定位顯示大部分基因定位于細(xì)胞質(zhì)和質(zhì)膜上。編碼的36個(gè)蛋白質(zhì)均為兩性蛋白，二級(jí)結(jié)構(gòu)以α-螺旋與無規(guī)則卷曲為主。BnWSD家族基因的外顯子數(shù)量大多數(shù)保持一致，僅有極少數(shù)發(fā)生較大差異，這可能是該家族基因在進(jìn)化過程中受到壓力，基因結(jié)構(gòu)發(fā)生缺失或增加導(dǎo)致的。除BnWSD22基因外，其他BnWSD基因均具有Motif2，推測該基序是BnWSD家族基因保守的motif。系統(tǒng)進(jìn)化樹顯示甘藍(lán)型油菜與白菜型油菜WSD基因家族成員同時(shí)分布在相同的分支上，說明2者WSD家族基因具有同源性，親緣關(guān)系較近。分析順式作用元件發(fā)現(xiàn)BnWSD家族基因中大部分成員都具有與抗旱性相關(guān)的元件；隨著干旱脅迫程度的增加，8個(gè)BnWSD代表性基因的相對(duì)表達(dá)量呈增加趨勢，說明該基因家族在油菜干旱脅迫調(diào)控中起重要作用。8個(gè)BnWSD代表性基因的表達(dá)量在油菜植株器官間存在較大差異，葉片和莖中相對(duì)表達(dá)量較高，根和花中相對(duì)表達(dá)量較低或無表達(dá)。BnWSD基因這種器官表達(dá)特異性在擬南芥[24]和矮牽牛[28]中亦有發(fā)現(xiàn)。

周彬[29]研究證實(shí)，蘋果的MdWSD蛋白具有WES-acyltranf結(jié)構(gòu)域和DUF1298未知結(jié)構(gòu)域。本研究中發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)型油菜BnWSD編碼蛋白質(zhì)亦有類似的結(jié)構(gòu)域，Tomiyama等[30]研究證實(shí)該結(jié)構(gòu)域所形成的空間是該類酶進(jìn)行催化反應(yīng)的區(qū)域。WSD是DGAT基因家族的新成員，Kalscheuer等[31]在醋酸鈣不動(dòng)桿菌中克隆了WSD基因，發(fā)現(xiàn)該基因能催化蠟酯、合成TCA。WSD家族基因能調(diào)控蠟質(zhì)合成酶和甘油二?；D(zhuǎn)移酶，在植物抗逆研究中尤為重要，值得深入分析[32]。與表皮蠟質(zhì)合成過程相關(guān)的酶形成和調(diào)控一般較為復(fù)雜，Zhang等[33]分析了高粱β-酮脂酰輔酶A合成酶（KCS）的功能，但WSD基因家族的特性和功能研究相對(duì)較少，有待更廣泛的分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉成，馮中朝，肖唐華，等. 我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、潛力及對(duì)策[J]. 中國油料作物學(xué)報(bào)，2019，41（4）：485-489.

[2]YILDIZ M， AKALI N， TERZI H. Proteomic and biochemical responses of canola （Brassica napus L.） exposed to salinity stress and exogenous lipoic acid[J]. Journal of Plant Physiology，2015，179：90-99.

[3]李加納，邱厥，唐章林，等. 甘藍(lán)型油菜主要產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的相關(guān)分析[J].中國油料，1990（1）：11-16.

[4]ZHANG Y F， WU Y Q， CHEN S R， et al. Flavor of rapeseed oil：an overview of odorants， analytical techniques， and impact oftreatment[J]. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety，2021，20（4）：3983-4018.

[5]熊秋芳，張效明，文靜，等. 菜籽油與不同食用植物油營養(yǎng)品質(zhì)的比較——兼論油菜品質(zhì)的遺傳改良[J]. 中國糧油學(xué)報(bào)，2014，29（6）：122-128.

[6]SAEID N， YOUSEF S， PARVIZ M. Effects of exogenous application of 24-epibrassinolide on photosynthesis parameters， grain yield， and protein of dragon’s head （Lallemantia iberica） under drought stress conditions[J]. Journal of Plant Growth Regulation，2023，42（7）：4453-4465.

[7]王駿，蔣榮兵. 全球三大植物油期貨市場國際關(guān)聯(lián)性研究[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008，8（3）：30-37.

[8]JABBARI H， AKBARI G A， SIMA N A K K， et al. Relationships between seedling establishment and soil moisture content for winter and spring rapeseed genotypes[J]. Industrial Crops & Products，2013，49：177-187.

[9]BIJAY S， ANJU P， SAMIKSHYA A. The impact of climate change on insect pest biology and ecology：implications for pest management strategies， crop production， and food security[J]. Journal of Agriculture and Food Research，2023，14：10733-10750.

[10]SHANMUGAM G. 200 Years of fossil fuels and climate change （1900-2100）[J]. Journal of the Geological Society of India，2023，99（8）：1043-1062.

[11]武軍艷，方彥，劉翠平，等. 旱寒區(qū)冬油菜苗期抗寒性與抗旱性相關(guān)性分析[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（2）：142-146.

[12]KUNST L， SAMUELS L. Plant cuticles shine： advances in wax biosynthesis and export[J]. Current Opinion in Plant Biology，2009，12（6）：721-727.

[13]JETTER R， KUNST L. Plant surface lipid biosynthetic pathways and their utility for metabolic engineering of waxes and hydrocarbon biofuels[J]. The Plant Journal，2008，54（4）：670-683.

[14]OHLROGGE J， BROWSE J. Lipid biosynthesis[J]. Plant Cell，1995，7（7）：957-970.

[15]WETTSTEIN-KNOWLES P V. Biosynthesis of epicuticular lipids as analyzed with the aid of gene mutations in barley[M]. WINTERMANS J F G M， KUIPER P J C. Biochemistry and Metabolism of Plant Lipids. Amsterdam：Elsevier Biomedical Press，1982.

[16]KUNST L， SAMUELS A L. Biosynthesis and secretion of plant cuticular wax[J]. Progress in Lipid Research，2003，42（1）：51-80.

[17]ZHENG H Q， ROWLAND O， KUNST L. Disruptions of the Arabidopsis Enoyl-CoA reductase gene reveal an essential role for very-long-chain fatty acid synthesis in cell expansion during plant morphogenesis[J]. The Plant Cell，2005，17（5）：1467-1481.

[18]SAMUELS L， KUNST L， JETTER R. Sealing plant surfaces：cuticular wax formation by epidermal cells[J]. Annual Review of Plant Biology，2008，59（1）：683-707.

[19]胡曉君，張正斌，劉文，等. 植物表皮蠟質(zhì)及極長鏈脂肪酸類物質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（12）：5176-5185.

[20]MCNEVIN J P， WOODWARD W， HANNOUFA A， et al. Isolation and characterization of eceriferum （cer） mutants induced by T-DNA insertions in Arabidopsis thaliana[J]. Genome，1993，36（3）：610-618.

[21]HANNOUFA A， MCNEVIN J， LEMIEUX B. Epicuticular waxes of eceriferum mutants of Arabidopsis thaliana[J]. Phytochemistry，1993，33（4）：851-855.

[22]BERNARD A， JOUBS J M. Arabidopsis cuticular waxes： advances in synthesis， export and regulation[J]. Progress in Lipid Research，2013，52（1）：110-129.

[23]BERNARD A， DOMERGUE F， PASCAL S， et al. Reconstitution of plant alkane biosynthesis in yeast demonstrates that Arabidopsis ECERIFERUM1 and ECERIFERUM3 are core components of a very-long-chain alkane synthesis complex[J]. Plant Cell，2012，24（7）：3106-3118.

[24]LI F， WU X， LAM P， et al. Identification of the wax ester synthase/acyl-coenzyme A： diacylglycerol acyltransferase WSD1 required for stem wax ester biosynthesis in Arabidopsis[J]. Plant Physiology，2008，148（1）：97-107.

[25]趙鴻，蔡迪花，王鶴齡，等. 干旱災(zāi)害對(duì)糧食安全的影響及其應(yīng)對(duì)技術(shù)研究進(jìn)展與展望[J]. 干旱氣象，2023，41（2）：187-206.

[26]李佳，劉濤，馬菊蓮，等. 煙草響應(yīng)干旱脅迫與抗旱遺傳育種研究進(jìn)展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（8）：34-43.

[27]呂婧妤，徐超，劉昱君，等. 基于模擬優(yōu)化模型的干旱風(fēng)沙草原區(qū)水-糧食-能源關(guān)系[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2023，41（3）：296-304.

[28]樊玉春，李玥，魏霖靜，等. 三種胡麻生長模型對(duì)現(xiàn)蕾期和青果期干旱脅迫響應(yīng)能力的比較[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2023，39（2）：423-433.

[29]徐存東，胡小萌，劉子金，等. 干旱區(qū)人工綠洲水土資源承載狀態(tài)演變分析[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2023，41（1）：62-69.

[30]周旭旭，劉金洋，陳新，等. 綠豆Alfin1-like基因家族的鑒定與干旱脅迫下的表達(dá)分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2022，38（5）：1179-1187.

[31]周苗，景秀，蔡嘉鑫，等. 灌漿前期高溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)優(yōu)質(zhì)食味粳稻產(chǎn)量與穗后物質(zhì)生產(chǎn)特征的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2022，53（12）：3357-3368.

[32]MUN J H， KWON S J， YANG T J， et al. Genome-wide comparative analysis of the Brassica rapa gene space reveals genome shrinkage and differential loss of duplicated genes after whole genome triplication[J]. Genome Biology，2009，10（10）：R111.

[33]XU Z， PU X， GAO R， et al. Tandem gene duplications drive divergent evolution of caffeine and crocin biosynthetic pathways in plants[J]. BMC Biology，2020，18（1）：63-77.

[34]KING A， NAM J W， HAN J， et al. Cuticular wax biosynthesis in petunia petals： cloning and characterization of an alcohol-acyltransferase that synthesizes wax-esters[J]. Planta，2007，226（2）：381-394.

[35]周彬. 蘋果蠟酯合酶MdWSDs基因家族的鑒定及表達(dá)特性研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2018.

[36]TOMIYAMA T， KURIHARA K， OGAWA T， et al. Wax ester synthase/diacylglycerol acyltransferase isoenzymes play a pivotal role in wax ester biosynthesis in Euglena gracilis[J]. Scientific Reports，2017，7：13504.

[37]KALSCHEUER R， STEINBCHEL A. A novel bifunctional wax ester synthase/acyl-CoA：diacylglycerol acyltransferase mediates wax ester and triacylglycerol biosynthesis in Acinetobacter calcoaceticus ADP1[J]. Journal of Biological Chemistry，2003，278（10）：8075-8082.

[38]MA H Y， ZHENG J， LI Y H， et al. A novel bifunctional wax ester synthase involved in early triacylglycerol accumulation in unicellular green microalga Haematococcus pluvialis under high light stress[J]. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology，2022，9：794714.

[39]ZHANG A， XU J J， XU X， et al. Genome-wide identification and characterization of the KCS gene family in sorghum （Sorghum bicolor （L.） Moench）[J]. PeerJ，2022，10：e14156.（責(zé)任編輯：石春林）