摘要：TIFY轉(zhuǎn)錄因子在植物生長發(fā)育和逆境響應(yīng)中起重要作用。以石榴基因組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用生物信息學(xué)方法，開展TIFY轉(zhuǎn)錄因子的鑒定，并進(jìn)行蛋白理化性質(zhì)、系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系、保守基序、基因結(jié)構(gòu)、表達(dá)模式、順式作用元件分析。結(jié)果表明，在石榴基因組中共鑒定到16個(gè)TIFY基因，可分為ZML、JAZ、TIFY、PPD這4個(gè)亞家族。PgTIFY基因結(jié)構(gòu)存在明顯差異，其中ZML亞家族基因結(jié)構(gòu)最復(fù)雜。表達(dá)分析結(jié)果表明，PgTIFY2、PgTIFY3、PgTIFY7、PgTIFY10、PgTIFY12在葉片中高表達(dá)；PgTIFY1、PgTIFY4、PgTIFY5、PgTIFY8、PgTIFY13、PgTIFY16在根中高表達(dá)；PgTIFY15、PgTIFY11在花中高表達(dá)。JAZ亞家族基因在鹽脅迫和ABA處理組織中差異表達(dá)。16個(gè)PgTIFY基因啟動(dòng)子均含有低溫、干旱、缺氧等脅迫響應(yīng)元件和茉莉酸甲酯、ABA、生長素、JA相關(guān)激素響應(yīng)元件類型。推測PgTIFY基因家族可能在石榴果實(shí)發(fā)育、逆境響應(yīng)、激素信號(hào)調(diào)控等方面發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：石榴；TIFY基因家族；表達(dá)分析；順式作用元件

中圖分類號(hào)：S665.401" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）19-0041-10

收稿日期：2023-11-03

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)地區(qū)基金（編號(hào)：42161015）；云南省教育廳科學(xué)研究基金（編號(hào)：2023J1115）。

作者簡介：李曉靜（1986—），女，河南洛陽人，博士，講師，主要從事果樹栽培學(xué)方面的教學(xué)與研究。E-mail：lanmeixj@163.com。

通信作者：岳亮亮，博士，助理研究員，主要從事植物學(xué)、生物地理學(xué)、濕地學(xué)、分子生態(tài)學(xué)方面的教學(xué)與研究。E-mail：yueliangliang@swfu.edu.cn。

石榴（Punica granatum L.）是千屈菜科石榴屬的果樹。石榴果實(shí)味美可口，含有豐富的維生素和酚類化合物。云南蒙自是我國石榴八大主產(chǎn)區(qū)之一。蒙自石榴因其個(gè)頭大、籽實(shí)飽滿、肉厚核小、晶瑩如珠、汁多蜜甜而備受推崇。然而，與其他果樹相似，石榴在栽培過程中經(jīng)常面臨高鹽、干旱、營養(yǎng)不足、病菌感染等環(huán)境因素的影響。這些因素會(huì)限制石榴的生長和發(fā)育，對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，研究石榴中非生物脅迫響應(yīng)基因，將有助于改良其脅迫耐受性，以應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)。

轉(zhuǎn)錄因子是整個(gè)活細(xì)胞中的主要調(diào)節(jié)蛋白，它與目標(biāo)基因兩側(cè)的DNA結(jié)合，在調(diào)節(jié)基因表達(dá)和植物對(duì)環(huán)境條件的反應(yīng)方面發(fā)揮重要作用^［1］。TIFY是一個(gè)特殊的基因家族，參與植物防御和生長調(diào)節(jié)^［2］。TIFY基因家族含有1個(gè)高度保守的基序（TIF［F/Y］XG），可分為4個(gè)亞家族，即TIFY、JAZ、ZML、PPD亞家族。該家族除了TIFY亞家族只有TIFY結(jié)構(gòu)域外，其他3個(gè)亞家族的成員都擁有一些額外的結(jié)構(gòu)域。如ZML亞家族蛋白還擁有1個(gè)GATA鋅指DNA結(jié)構(gòu)域和1個(gè)CCT結(jié)構(gòu)域。JAZ亞家族蛋白有1個(gè)CCT結(jié)構(gòu)域。而PPD亞家族蛋白在N端含有1個(gè)典型的PPD結(jié)構(gòu)域^［2］。

Nishii等從擬南芥中鑒定出首個(gè)TIFY基因^［3］，隨后TIFY基因陸續(xù)在小麥^［4-5］、大豆^［6］、楊樹^［7］、桃^［8］、丹參^［9］、十字花科植物^［10-11］、西瓜^［12］、葡萄^［13］、木薯^［14］、玉米和番茄^［15］等植物中被鑒定出來。近期研究表明，TIFY基因家族參與眾多生物學(xué)過程，如開花時(shí)間^［16］、次生代謝物質(zhì)的合成^［9］、茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)^{［13-14，17］}、鹽脅迫^［4，6］、重金屬脅迫^［18］等非生物脅迫過程。在番茄、玉米上有關(guān)TIFY基因家族的分析表明，TIFY基因參與了植物生殖、代謝、應(yīng)激反應(yīng)、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程^［15］。在木薯上的研究表明，大多數(shù)JAZ亞家族基因?qū)岳蛩幔↗A）有響應(yīng)，特別是MeJAZ1、MeJAZ13、MeJAZ14在滲透、鹽、鎘脅迫處理后，其表達(dá)水平上調(diào)^［14］。在西瓜基因組中，共鑒定到15個(gè)TIFY基因，包括PPD亞族1個(gè)、TIFY亞族2個(gè)、ZML亞家族4個(gè)、JAZ亞家族8個(gè)。定量表達(dá)分析結(jié)果表明，9個(gè)TIFY基因?qū)A、鹽、干旱脅迫有響應(yīng)。其中，JA能激活8個(gè)基因，抑制1個(gè)基因，尤其是能夠誘導(dǎo)ClJAZ1、ClJAZ7的表達(dá)^［12］。

由此可見，TIFY在植物生長發(fā)育、代謝物調(diào)控、生物和非生物脅迫中具有重要作用。本研究以石榴基因組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用生物信息學(xué)方法對(duì)TIFY基因家族進(jìn)行鑒定，并進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系、保守基序、基因結(jié)構(gòu)、表達(dá)模式、順式作用元件分析，以期進(jìn)一步了解TIFY基因在石榴生長發(fā)育和非生物脅迫中的作用，并為石榴育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2023年3月至2024年1月在紅河學(xué)院生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室完成。

1.2 數(shù)據(jù)下載

從NCBI下載突尼斯軟籽石榴（Punica granatum L.）基因組數(shù)據(jù)。利用PlantTFDB數(shù)據(jù)庫下載擬南芥^［19］、水稻^［20］、蘋果^［21］、葡萄^［13］TIFY蛋白序列，并根據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)進(jìn)行命名。

1.3 石榴TIFY基因家族成員的鑒定及蛋白理化性質(zhì)分析

從Pfam數(shù)據(jù)庫下載TIFY-family模型，通過HMMER軟件篩選PgTIFY。利用SMART、Batch Web CD-Search Tool 在線軟件，將鑒定到的PgTIFY蛋白進(jìn)行基因保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測。綜合所得結(jié)果，獲得石榴TIFY候選基因，并根據(jù)其在染色體上的位置進(jìn)行命名。利用ExPASy對(duì)石榴TIFY家族成員進(jìn)行蛋白理化性質(zhì)分析。

1.4 系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建

利用Clustal W將石榴候選蛋白與擬南芥、蘋果、水稻、葡萄蛋白進(jìn)行多序列比對(duì)，使用MEGA X軟件，采用NJ（neighbor-joining）法（Bootstrap=1 000）構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。

1.5 石榴TIFY蛋白結(jié)構(gòu)及保守基序分析

用MEME （http：//meme.sdsc.edu/meme/ meme-in.tro.html）在線軟件、TBtools分析石榴TIFY蛋白的motif模式，并進(jìn)行可視化分析^［22］。參數(shù)設(shè)置：保守基序個(gè)數(shù)為10，保守基序最佳匹配長度為 6～100，其他參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)。

1.6 石榴TIFY基因家族基因結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)所得石榴TIFY基因蛋白序列和石榴GFF3數(shù)據(jù)，利用TBtools工具進(jìn)行石榴TIFY基因結(jié)構(gòu)分析。

1.7 石榴TIFY基因家族的表達(dá)分析

從NCBI下載石榴不同組織和不同發(fā)育階段的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)^［23］、不同非生物脅迫處理的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)^［24-25］。利用TBtools繪制基因表達(dá)熱圖。

1.8 石榴TIFY基因啟動(dòng)子順式作用元件預(yù)測

通過基因組序列和結(jié)構(gòu)注釋文件，提取TIFY基因上游2 kb序列作為啟動(dòng)子區(qū)域，將啟動(dòng)子序列提交PlantCare在線軟件，進(jìn)行順式作用元件的預(yù)測，并通過TBtools軟件進(jìn)行可視化分析。

2 結(jié)果分析

2.1 石榴TIFY基因家族成員的鑒定及蛋白理化性質(zhì)分析

綜合Pfam、Batch Web CD-Search Tool、SMART的分析結(jié)果，共從石榴基因組中鑒定到16個(gè)TIFY蛋白。利用ExPASy在線軟件對(duì)其蛋白理化性質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果如表1所示。PgTIFY蛋白長度為126 （PgTIFY15）～452 （PgTIFY3） aa不等；蛋白分子量為14.13（PgTIFY11）～47.04（PgTIFY3）ku。其等電點(diǎn)介于4.87～10.17之間，其中5個(gè)蛋白等電點(diǎn)lt;7，偏酸性；其余11個(gè)PgTIFY蛋白等電點(diǎn)gt;7，偏堿性。PgTIFY蛋白的不穩(wěn)定指數(shù)介于 38.78～83.03之間，脂肪族氨基酸指數(shù)在56.40～82.19之間，Gravy值在-0.869～-0.299范圍內(nèi)變化，總平均親水性均小于0，表明PgTIFY蛋白均為親水性蛋白。

2.2 系統(tǒng)進(jìn)化分析

為探索PgTIFY基因與其他植物中TIFY的進(jìn)化關(guān)系，對(duì)擬南芥、石榴、水稻、蘋果、葡萄5個(gè)物種的92個(gè)TIFY序列進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析，結(jié)果如圖1所示。TIFY蛋白可分為4個(gè)亞家族（ZML、PPD、JAZ、TIFY）。JAZ亞家族是最大的分支，有72個(gè)成員。在這個(gè)亞家族中，24個(gè)蘋果TIFY、11個(gè)葡萄TIFY、12個(gè)擬南芥TIFY、15個(gè)水稻TIFY、10個(gè)石榴TIFY聚在一起（圖1）。JAZ亞家族又可劃分為6個(gè)小亞族。ZML亞家族和PPD亞家族都有7個(gè)成員組成。TIFY亞家族的成員數(shù)目最少，為6個(gè)，分別由3個(gè)蘋果TIFY、1個(gè)葡萄TIFY、1個(gè)擬南芥TIFY、1個(gè)石榴TIFY組成。在ZML亞家族、PPD亞家族都不存在水稻的同源基因。為了解石榴TIFY基因的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系，構(gòu)建進(jìn)化樹，如圖2-A所示：16個(gè)PgTIFY蛋白可分為ZML亞家族（PgTIFY1、PgTIFY9、PgTIFY2、PgTIFY10）、PPD亞家族（PgTIFY12）、JAZ亞家族（PgTIFY4、PgTIFY6、PgTIFY7、PgTIFY8、PgTIFY11、PgTIFY5、PgTIFY13、PgTIFY14、PgTIFY15、PgTIFY16）、 TIFY亞家族（PgTIFY3）。JAZ亞家族又可以進(jìn)一步劃分為6個(gè)小亞族，分別為JAZⅠ（PgTIFY14）、JAZⅡ（PgTIFY7）、JAZⅢ（PgTIFY15、PgTIFY4、PgTIFY11）、JAZⅣ（PgTIFY6）、JAZⅤ（PgTIFY8、PgTIFY13）、JAZⅥ（PgTIFY5、PgTIFY16）。

2.3 石榴TIFY蛋白保守結(jié)構(gòu)域分析

通過MEME程序共獲得10個(gè)保守基序，結(jié)果如圖2-B、圖3所示。motif 1是所有PgTIFY蛋白共有的。如圖4-A所示，motif 1為TIFY結(jié)構(gòu)域，如圖4-B所示，motif 2是Jas結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域缺少末端保守的脯氨酸和酪氨酸，motif 2在除TIFY亞家族（PgTIFY3）外的所有蛋白中都存在。motif 3是GATA鋅指結(jié)構(gòu)（圖4-C）。motif 4是CCT結(jié)構(gòu)域（圖4-D），是ZML亞家族特有的基序。ZML亞家族（PgTIFY1、PgTIFY9、PgTIFY2、PgTIFY10）均含有motif 1、motif 2、motif 3、motif 4、motif 5、motif 10。PgTIFY1與PgTIFY9在進(jìn)化樹上親緣關(guān)系最近，兩者的motif 組成和順序完全相同，除含有ZML亞家族共同的保守序列外，兩者都含有motif 6、motif 9。PgTIFY2與PgTIFY10在進(jìn)化樹上親緣關(guān)系最近，兩者的序列組成和順序完全相同。JAZⅥ亞家族（PgTIFY5、PgTIFY16）除含有motif 1、motif 2外，還含有motif 7。JAZV亞家族（PgTIFY8、PgTIFY13）均含有motif 1、motif" 2、motif" 8、motif 6。JAZⅢ亞家族（PgTIFY15、PgTIFY4、PgTIFY11）只含有motif 1、motif 2。PgTIFY3的結(jié)構(gòu)最簡單，只含有motif 1、motif 8。同一亞家族內(nèi)的motif組成和分布相對(duì)保守，但不同亞家族間存在顯著差異。

2.4 石榴TIFY基因家族內(nèi)含子/外顯子結(jié)構(gòu)分析

石榴TIFY基因外顯子/內(nèi)含子結(jié)構(gòu)分析結(jié)果如圖2-C所示。不同亞家族的PgTIFY在基因結(jié)構(gòu)上存在差異，外顯子的數(shù)量和內(nèi)含子的長度差異較大。如在JAZV亞家族中，PgTIFY8有5個(gè)外顯子；PgTIFY13有6個(gè)外顯子；JAZⅡ亞家族成員PgTIFY7有7個(gè)外顯子，JAZⅠ亞家族成員PgTIFY14有8個(gè)外顯子，在JAZⅢ亞家族中PgTIFY11、PgTIFY15有3個(gè)外顯子；而PgTIFY4只有1個(gè)外顯子。PPD亞家族成員PgTIFY12有9個(gè)外顯子。石榴ZML亞家族基因的外顯子數(shù)目最多，為10。同一亞家族中的一些成員具有相似的外顯子數(shù)，但外顯子長度不同，如PgTIFY1、PgTIFY9內(nèi)含子/外顯子結(jié)構(gòu)相似，PgTIFY2、PgTIFY10的內(nèi)含子/外顯子結(jié)構(gòu)相似。

2.5 石榴PgTIFY基因組織表達(dá)分析

利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)開展16個(gè)PgTIFY基因的表達(dá)分析，結(jié)果如圖5所示，16個(gè)PgTIFY基因在不同組織和器官中差異表達(dá)。13個(gè)PgTIFY基因在所有組織中都表達(dá)，3個(gè)基因在大多數(shù)的組織中不表達(dá)或低表達(dá)。PgTIFY2、PgTIFY3、PgTIFY7、PgTIFY10、PgTIFY12在葉片中高表達(dá)；PgTIFY1、PgTIFY4、PgTIFY5、PgTIFY8、PgTIFY13、PgTIFY16在根中高表達(dá)；PgTIFY15、PgTIFY11在花中高表達(dá)，在其他組織中不表達(dá)或低表達(dá)。

2.6 石榴PgTIFY基因誘導(dǎo)表達(dá)分析

不同誘導(dǎo)處理下PgTIFY基因的表達(dá)模式如圖6、圖7所示。NaCl處理后PgTIFY1、PgTIFY11、PgTIFY14、PgTIFY9幾乎在所有處理中都低表達(dá)，特別是PgTIFY11在葉片中不表達(dá)。PgTIFY5、PgTIFY6、PgTIFY16在大多數(shù)處理中高表達(dá)。大多數(shù)基因在根中的表達(dá)比在葉片中的表達(dá)高。不同濃度的脫落酸（ABA）處理后，PgTIFY基因的表達(dá)模式不同。PgTIFY1、PgTIFY2、PgTIFY9、PgTIFY11、PgTIFY14低表達(dá)。不同濃度的ABA處理后，PgTIFY3、PgTIFY7、PgTIFY10、PgTIFY12的表達(dá)變化不大。

2.7 石榴PgTIFY基因啟動(dòng)子順式作用元件分析

利用石榴基因組數(shù)據(jù)，提取TIFY基因ATG上游2 000 bp的序列開展啟動(dòng)子分析，結(jié)果如圖8所示。16個(gè)基因的啟動(dòng)子含有豐富的順式元件，包括光響應(yīng)元件、厭氧響應(yīng)元件、低溫響應(yīng)元件、激素響應(yīng)順式元件、應(yīng)激響應(yīng)順式元件。推測PgTIFY基因可能受到ABA、茉莉酸甲酯、生長素、JA的強(qiáng)烈調(diào)控。此外在PgTIFY基因的啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)現(xiàn)了MYC順式元件和MYB（MBSI、MRE、MBS）的特異性結(jié)合位點(diǎn)，這些位點(diǎn)參與調(diào)節(jié)類黃酮的生物合成、光響應(yīng)和各種脅迫。

3 討論和結(jié)論

隨著基因組測序技術(shù)的發(fā)展，在楊樹^［7］、玉米^［26］、番茄^［15］、葡萄^［13］、獼猴桃^［27］、蘋果^［21］、大麥^［28］等植物上都開展了TIFY基因家族的功能研究。石榴基因組測序的完成為開展石榴相關(guān)基因家族的研究提供了可能。本研究基于石榴基因組數(shù)據(jù)庫，開展TIFY基因家族生物信息學(xué)分析，共鑒定到16個(gè)TIFY基因，包括1個(gè)TIFY亞家族蛋白、10個(gè)JAZ亞家族蛋白、1個(gè)PPD亞家族蛋白、4個(gè)ZML亞家族蛋白。在楊樹^［7］、玉米^{［15，26］}、葡萄^［13］、西瓜^［12］、桃^［8］、蘋果^［21］上分別鑒定到24、47、19、15、16、30個(gè)TIFY基因。石榴TIFY基因的數(shù)目同葡萄^［13］、西瓜^［12］、桃^［8］相差不大，但比蘋果^［21］、玉米^{［15，26］}少很多。

TIFY是一個(gè)植物特異性轉(zhuǎn)錄因子家族，以TIFY結(jié)構(gòu)域?yàn)樘卣?sup>［2^］。根據(jù)保守結(jié)構(gòu)域的不同，TIFY轉(zhuǎn)錄因子被劃分為TIFY、JAZ、PPD、ZML這4個(gè)亞家族。然而，并非所有的亞家族都存在于每個(gè)物種中。例如，PPD亞家族在一些單子葉植物中不存在^［20］。本研究中構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹中，PPD亞家族就不包含水稻基因。同其他雙子葉植物上的研究結(jié)果一致，石榴TIFY被劃分為4個(gè)亞家族，但不同亞族在基因數(shù)量上差別較大。在葡萄中鑒定到2個(gè)TIFY亞家族基因、2個(gè)PPD亞家族基因、4個(gè)ZML亞家族基因、11個(gè)JAZ亞家族基因^［13］。在桃子中鑒定到1個(gè)TIFY亞家族基因、1個(gè)PPD亞家族基因、5個(gè)ZML亞家族基因、9個(gè)JAZ亞家族基因^［8］。在蘋果中鑒定到8個(gè)TIFY亞家族基因、2個(gè)PPD亞家族基因、2個(gè)ZML亞家族基因、18個(gè)JAZ亞家族基因^［21］。與葡萄、桃、蘋果上的研究結(jié)果一致，石榴的JAZ亞家族成員多于ZML亞家族。在石榴基因組中，共鑒定到10個(gè)JAZ亞家族基因、4個(gè)ZML亞家族基因、 1個(gè)PPD亞家族基因、1個(gè)TIFY亞家族基因。石榴中共鑒定到10個(gè)JAZ亞家族蛋白，該亞家族蛋白相似度較低，序列長度為126～385 aa。JAZ亞家族蛋白序列的多樣性在葡萄^［13］、蘋果^［21］上都有報(bào)道，推測JAZ亞家族基因在陸生植物進(jìn)化過程中發(fā)生了分化，并經(jīng)歷了大的突變。

內(nèi)含子/外顯子基因結(jié)構(gòu)多樣化的機(jī)制包括外顯子/內(nèi)含子增減、外顯子化/假外顯子化、插入/刪除3種機(jī)制^［29］。同西瓜上的研究結(jié)果^［12］相似，ZML亞家族蛋白序列長且內(nèi)含子的數(shù)目比其他亞家族多。此外，同一亞家族的基因結(jié)構(gòu)相似，但內(nèi)含子的數(shù)目不同，表明ZML亞家族在進(jìn)化的過程中發(fā)生了內(nèi)含子丟失事件，造成基因功能的差異。此外，JAZ亞家族內(nèi)含子/外顯子結(jié)構(gòu)差異更大。但PgTIFY5、PgTIFY16的內(nèi)含子數(shù)目和長度相對(duì)保守，表明這2個(gè)基因的功能有可能相同。內(nèi)含子/外顯子的丟失及其長度的差異，可能造成TIFY基因功能的差異。MEME分析共鑒定到10個(gè)motif，一些motif是亞家族特有的；motif的不同造成石榴TIFY基因功能的分化。

TIFY基因參與植物的多個(gè)生長發(fā)育過程，如調(diào)控植物的開花時(shí)間^［16］、次生代謝物質(zhì)的合成^［9］和果實(shí)的發(fā)育等生物學(xué)過程^{［8，27］}。在桃上的研究結(jié)果表明，PpJAZ1、PpJAZ4、PpJAZ5受MeJA調(diào)控，并且與果皮色素含量正相關(guān)，而PpZML1、PpZML13與果皮色素含量負(fù)相關(guān)。MdJAZ9、MdJAZ10、MdJAZ18在根、莖、葉片、花中高表達(dá)，而在果實(shí)、種子中低表達(dá)^［8］。PgTIFY6、PgTIFY7、PgTIFY5、PgTIFY16是MdJAZ9、MdJAZ10、MdJAZ18的同源基因，在根、葉片、花中高表達(dá)，而在果實(shí)的不同組織和種子的不同發(fā)育階段低表達(dá)。MdJAZ5、MdJAZ6在花中不表達(dá)，而MdJAZ12、MdJAZ15在除果實(shí)外的其他組織中表達(dá)^［8］。PgTIFY5、PgTIFY16是同源基因，具有相似的表達(dá)趨勢，在根、授粉后50 d的果皮和花中高表達(dá)。PgTIFY2、PgTIFY10是同源基因，在果實(shí)的不同組織和不同發(fā)育時(shí)期組成性表達(dá)，在葉片中高表達(dá)。PgTIFY1、PgTIFY9是同源基因，在所有器官中低表達(dá)。同一個(gè)亞家族的基因具有相似的表達(dá)模式，這表明基因的功能相對(duì)保守。

此外，TIFY作為植物的特異轉(zhuǎn)錄因子，在調(diào)控植物應(yīng)對(duì)不利環(huán)境中起關(guān)鍵作用^{［4，10-12，20］}。在小麥中，有5個(gè)JAZ基因在鹽脅迫下被誘導(dǎo)^［5］。在大豆中GmTIFY10e、GmTIFY10g受鹽脅迫誘導(dǎo)，將GmTIFY10e、GmTIFY10g在擬南芥和大豆中過表達(dá)，可以提高植株對(duì)鹽脅迫的耐受性^［6］。ZML亞家族基因PgTIFY1、PgTIFY9在所有處理和組織中都低表達(dá)。PgTIFY2、PgTIFY10在所有處理和組織中都中度表達(dá)。大多數(shù)的JAZ亞家族基因，在鹽脅迫處理和組織中高表達(dá)，且JAZ亞家族基因在根中高表達(dá)，在葉片中低表達(dá)；推測鹽脅迫處理后，根中的TIFY基因?qū)aCl更敏感^［25］。有趣的是，鹽脅迫處理后3 d，PgTIFY5、PgTIFY16在葉片和根中的表達(dá)降低，鹽脅迫處理后6 d表達(dá)量升高?？傮w而言，ABA處理抑制了PgTIFY基因的表達(dá)。相對(duì)而言，PgTIFY1、PgTIFY9在不同濃度ABA處理的樣品中表達(dá)量低，而JAZ亞家族基因在ABA處理的樣品中高表達(dá)；但隨著ABA濃度的增加，大多數(shù)基因表達(dá)量降低；特別是60 μmol/L ABA濃度下，大多數(shù)基因表達(dá)量最低。如PgTIFY4、PgTIFY5、PgTIFY6、PgTIFY8、PgTIFY13、PgTIFY15、PgTIFY16。PgTIFY8與PgTIFY13是同源基因，兩者的表達(dá)趨勢一樣，即30 μmol/L ABA濃度下，基因表達(dá)量最高，60 μmol/L ABA濃度下，基因表達(dá)量最低。PgTIFY1和PgTIFY9、PgTIFY2和PgTIFY10、PgTIFY5和PgTIFY16、PgTIFY8和PgTIFY13，這4對(duì)同源基因具有相同的表達(dá)趨勢，推測同源基因?qū)χg的功能是相同的。基因的表達(dá)結(jié)果同系統(tǒng)進(jìn)化樹的結(jié)果相一致，證明該研究結(jié)果具有可靠性。

啟動(dòng)子在植物適應(yīng)環(huán)境中起重要作用。啟動(dòng)子順式作用元件分析結(jié)果表明：石榴TIFY基因的啟動(dòng)子上含有大量ABRE、TCA、GARE、MBS等參與激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和脅迫的元件，但不同成員之間所含有的元件種類和個(gè)數(shù)均不同，推測PgTIFY響應(yīng)激素的種類和程度不同，進(jìn)而導(dǎo)致PgTIFY之間功能的差異。此外，16個(gè)PgTIFY基因均含有干旱脅迫、低溫脅迫、厭氧脅迫等脅迫響應(yīng)元件。由此可見，PgTIFY基因家族成員可能在石榴逆境脅迫反應(yīng)及激素信號(hào)調(diào)控等方面發(fā)揮重要作用。

本研究在石榴基因組中共鑒定到16個(gè)PgTIFY基因，16個(gè)PgTIFY蛋白可分為ZML（4個(gè)）、JAZ（10個(gè)）、TIFY（1個(gè)）、PPD（1個(gè)）亞家族。PgTIFY基因結(jié)構(gòu)存在明顯差異，同一亞家族的基因具有較相似的基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)模式。PgTIFY基因在不同組織和發(fā)育階段樣品中差異表達(dá)。根和葉片中PgTIFY基因?qū)}脅迫的敏感程度不同，根中的PgTIFY基因?qū)}脅迫更敏感。鑒定出的16個(gè)PgTIFY基因存在一定的功能分化，具有明顯的組織和時(shí)空特異性。PgTIFY基因啟動(dòng)子區(qū)域富含光、激素、脅迫等順式作用元件，推測其在石榴逆境響應(yīng)和激素調(diào)節(jié)中具有重要調(diào)控作用。期待該研究結(jié)果可以為進(jìn)一步明確TIFY家族基因在石榴中的功能特征和利用TIFY基因來改善石榴的品質(zhì)提供理論參考。

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