摘要：JAZ蛋白和MYC2-like轉(zhuǎn)錄因子是茉莉酸（jasmonate，JA）類物質(zhì)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在植物的生長發(fā)育和次級代謝中發(fā)揮重要作用。以擬南芥13個JAZ蛋白和11個MYC2-like蛋白的氨基酸序列為參考序列，檢索薰衣草基因組中的LaJAZ 和LaMYC2-like 基因家族成員，并對其進(jìn)行生物信息學(xué)分析。結(jié)果表明，在薰衣草基因組中共鑒定到26個LaJAZ 和26個LaMYC2-like 基因，這些基因不均勻的分布在22條染色體上。LaJAZ 和LaMYC2-like 基因啟動子的順式作用元件涉及植物對光、茉莉酸、脫落酸、防御和脅迫反應(yīng)的響應(yīng)。qRT-PCR顯示，選擇的6個LaJAZ 基因在深紫色萼片中表達(dá)較高，而LaMYC2-like 基因在淺紫色萼片中表達(dá)較高。此外，有15個LaJAZ 和LaMYC2-like 基因受茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）誘導(dǎo)。以上研究結(jié)果為薰衣草LaJAZ 和LaMYC2-like 基因的功能分析及其對JA信號的響應(yīng)機理研究奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：薰衣草；JAZ家族；MYC2-like家族；生物信息學(xué)；表達(dá)模式；MeJA

doi：10.13304/j.nykjdb.2024.0423

中圖分類號：S682.39；Q786 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：10080864（2024）11007912

薰衣草（Lavandula angustifolia Mill.）是一種唇形科多年生草本植物，原產(chǎn)于地中海西部，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和精油生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種具有高經(jīng)濟(jì)價值的重要化工原料。薰衣草精油（essential oil，EO）的主要成分是單萜和倍半萜，主要在薰衣草葉、莖和萼片的腺毛中合成和儲存 [1]。茉莉酸（jasmonic acid，JA）及其衍生物茉莉酸甲酯（methyl JA，MeJA）是源于脂質(zhì)的激素，廣泛存在于植物界。JA參與調(diào)節(jié)植物的生長和發(fā)育，對生物和非生物脅迫做出反應(yīng)，并誘導(dǎo)次生代謝物的積累[2]。JA還能促進(jìn)表皮毛和腺毛的發(fā)育，并促進(jìn)揮發(fā)性萜類化合物的合成[3]。

JA信號通路涉及許多基因和蛋白質(zhì)，當(dāng)植物受到外部環(huán)境刺激時，會合成大量的JA，并形成具有高度生物活性的JA-Ile。JA-Ile與JA受體Fbox蛋白COI1 和共受體JA-ZIM結(jié)構(gòu)域（JAZ）蛋白特異性結(jié)合，其中，JAZ蛋白在JA信號通路中起到“抑制”作用[4]。在缺乏JA-Ile的情況下，JAZ蛋白與NINJA 蛋白相互作用，招募核心抑制因子TPL，從而使JAZ蛋白與MYC2等下游轉(zhuǎn)錄因子相互作用，抑制MYC2對JA響應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄激活。在JA-Ile存在的情況下，JA-Ile與COI1結(jié)合，促進(jìn)COI1-JAZs 復(fù)合物直接結(jié)合，形成復(fù)合物，導(dǎo)致JAZ蛋白被E3泛素連接酶SCFCOI1復(fù)合物泛素化，最終通過26S蛋白酶體降解。在JA信號通路中，對MYC2的研究較深入，它是參與激活JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控因子[5]。除 MYC2 外，JAZ 蛋白還能與MYC3/4、MYC2-like 轉(zhuǎn)錄因子（TFs）互作，如GLABRA 3 （GL3）/GL3 enhancer （EGL3） 或JASMONATE-ASSOCIATED MYC2-LIKE 1/2/3（JAM1-3），從而介導(dǎo)JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[4]。因此，JAZ和MYC2-like蛋白是JA信號通路的關(guān)鍵蛋白。

JAZ 蛋白是植物特異性TIFY 超家族的亞家族之一，包含TIFY結(jié)構(gòu)域和Jas結(jié)構(gòu)域[6]。迄今為止，JAZ 基因家族已在許多植物中被鑒定和分析，其中擬南芥中發(fā)現(xiàn)了13個JAZ 基因[7]，水稻中有15個JAZ 基因[8]，玉米中有26個JAZ 基因[9]，小麥中有34個JAZ 基因[10]，但在薰衣草中還未見相關(guān)報道。MYC2-like蛋白是含有bHLH 結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子，已在擬南芥[11]、草莓[12]、馬鈴薯[13]中被鑒定和分析，但在薰衣草中未見相關(guān)報道。

因此，本研究以擬南芥13個JAZ蛋白和11個MYC2-like 蛋白的氨基酸序列為參考序列，對薰衣草中的JAZ 和MYC2-like 基因進(jìn)行全基因組鑒定，并從進(jìn)化關(guān)系、染色體定位、基因結(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域、順式調(diào)控元件和表達(dá)模式等方面進(jìn)行系統(tǒng)分析，為進(jìn)一步探討薰衣草JAZ 和 MYC2-like 基因的功能提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 LaJAZ 和LaMYC2-like 基因的全基因組鑒定

將擬南芥的JA信號相關(guān)蛋白序列（包括Ⅲ d至f組的MYC2-like bHLHs和JAZ蛋白）通過tblastn搜索工具（https：//blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi）從薰衣草基因組（GenBank PRJNA642976）中搜索同源基因[14]。選擇覆蓋率和同一性較高且e值較低的序列進(jìn)行進(jìn)一步的生物信息學(xué)分析。

將通過上述方法獲得的候選 JAZ 和 MYC2-like 蛋白序列在NCBI CD-Search（ http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi）網(wǎng)站上分析保守結(jié)構(gòu)域。利用在線工具 ExPASy（http：//www.expasy.org）分析JA 信號各相關(guān)蛋白的分子量（molecular weight，MW）和等電點（isoelectricpoint，pI）。

1.2 LaJAZ 和LaMYC2-like 基因染色體分布

利用基因組結(jié)構(gòu)注釋文件[14]從薰衣草基因組中獲取LaJAZ 和LaMYC2-like 基因的染色體定位信息，然后利用TBtools軟件[15]對基因的染色體定位情況進(jìn)行可視化處理。

1.3 系統(tǒng)發(fā)育分析

從Ensembl Plants 數(shù)據(jù)庫（https：//plants.ensembl.org/index.html）分別下載擬南芥和水稻的基因組序列和注釋文件。使用MEGA X軟件的默認(rèn)參數(shù)設(shè)置，采用鄰接法（neighbor joining，NJ）進(jìn)行多序列比對，將自展法系數(shù)（bootstrap） 設(shè)置為1 000。此外，使用Evolview（http：//www.evolgenius.info/evolview）對系統(tǒng)發(fā)生樹進(jìn)行可視化。

1.4 保守基序和基因結(jié)構(gòu)分析

利用MEME Suite5.3.3 （https： //meme-suite.org/meme/）預(yù)測薰衣草的JAZ 和MYC2-like 蛋白的保守基序，借助TBtools軟件[15]對該基因家族的保守基序進(jìn)行可視化。

1.5 LaJAZ 和LaMYC2-like 基因啟動子順式作用元件分析

將薰衣草基因組（GenBank PRJNA642976）[14]中將LaJAZ 和LaMYC2-like 基因上游2 000 bp 作為啟動子序列，使用 PlantCARE（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/index.html）[16] 分析啟動子的順式作用元件，使用TBtools軟件對其進(jìn)行可視化。

1.6 根據(jù)RNA-Seq 數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)分析

根據(jù)薰衣草花蕾期萼片、開花期萼片、凋落期萼片、開花期花瓣以及2 月齡薰衣草葉和莖的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)（GenBank PRJNA892961），獲得 LaJAZ和LaMYC2-like 基因家族的FPKM （fragments perkilobase of exon model per million mapped fragments）值，并對其FPKM值進(jìn)行對數(shù)處理，計算平均值，并使用TBtools軟件繪制表達(dá)熱圖。

1.7 植物材料和JA 處理

收集不同發(fā)育階段（花蕾期、開花期、凋落期）、不同顏色（淺紫色、深紫色）成熟薰衣草的花瓣和萼片，以及2 月齡薰衣草的根、莖和葉。用8 mmol·L-1[17]的茉莉酸甲酯（MeJA）溶液處理‘新薰1號’薰衣草品種的葉片（2月齡），處理時間分別為 0、1、2、5、12和24 h，處理溫度為（22±2） ℃，人工氣候室光周期為16 h光照/8 h黑暗。將對照組和經(jīng)MeJA 處理的葉片樣本立即冷凍在液氮中，并保存在-80 ℃用于RNA 提取。

按照TaKaRa MiniBEST 植物RNA 提取試劑盒的說明提取對照組和處理組植物的總RNA。使用SYBR Premix Ex Taq（Takara）試劑盒進(jìn)行qRT-PCR 分析，以 Actin 基因作為標(biāo)準(zhǔn)對照。每處理包含3 個生物重復(fù)和3 個技術(shù)重復(fù)。采用2-ΔΔCt法[18]確定基因的相對表達(dá)水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 LaJAZ 和LaMYC2-like 基因的鑒定和染色體分布

基于薰衣草基因組數(shù)據(jù)（GenBank：PRJNA642976），共鑒定出26 個LaJAZ 基因和26 個LaMYC2-like 基因，根據(jù)它們在染色體上的位置將其命名為LaJAZ1～LaJAZ26、LaGL1～LaGL5、LaJAM1～LaJAM13 和LaMYC1～LaMYC8[11]（表1 和表2）。26 個LaJAZ 蛋白的氨基酸長度為121～413 aa，pI為7.64～10.38，分子量為13.52～45.40 kD（表1）。26個LaMYC2-like蛋白的氨基酸長度為214～1 260 aa，pI 為4.74～8.52，分子量為23.74～139.79 kD（表2）。

有23個LaJAZ 和23個LaMYC2-like 基因不均勻地分布在薰衣草22 條染色體上（圖1），剩余3個LaJAZ 和3個LaMYC2-like 基因沒有染色體定位信息。其中，第1、4、11、14、15、19和20號染色體同時包含LaJAZ 和LaMYC2-like 基因；而第2、10、12、16、17、18、21和24號染色體僅含LaJAZ 基因；第3、9、13、22、23、26 和27 號染色體僅含LaMYC2-like 基因。比較各染色體上的基因數(shù)量，第15號染色體最多，而第2、3、10、12、16、17、18、22、24、26和27號染色體僅包含1個基因。

2.2 LaJAZ 和LaMYC2-like 基因的系統(tǒng)發(fā)育分析

為探究LaJAZ的功能和進(jìn)化關(guān)系，利用鄰接法（NJ）構(gòu)建薰衣草、擬南芥和水稻之間的系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果（圖2A）表明，54個JAZ蛋白被劃分為4個類群（Group 1～Group 4），其中薰衣草的JAZ蛋白在Group 2～Group 4中均有分布，說明各物種的JAZ蛋白間具有明顯的同源關(guān)系。在Group 2中，薰衣草JAZ 的數(shù)量分別是水稻和擬南芥的3～5倍，這可能與薰衣草經(jīng)過2輪全基因組復(fù)制導(dǎo)致的萜類生物合成基因的擴張有關(guān)[14]。

對11 個擬南芥AtMYC2-like、7 個水稻OsMYC2-like和26個薰衣草LaMYC2-like蛋白序列進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析，結(jié)果（圖2B）表明，44 個MYC2-like蛋白被分成4個類群，薰衣草的MYC2-like蛋白在Group 2～Group 4中均有分布，表明不同物種間LaMYC2-like 蛋白的功能較保守。Group 2、Group 3 和 Group 4 中分別含有5、8 和13個LaMYC2-like蛋白；在Group 3中薰衣草和擬南芥的MYC2-like 數(shù)量明顯多于水稻，表明薰衣草MYC2-like 蛋白與擬南芥MYC2-like 蛋白的親緣關(guān)系較水稻更近。

2.3 保守結(jié)構(gòu)域和基因結(jié)構(gòu)分析

對LaJAZ 編碼蛋白的保守基序與基因結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果（圖3A和B）表明，屬于同一類群的LaJAZ 具有相似的內(nèi)含子/外顯子結(jié)構(gòu)和保守基序組成。所有LaJAZ蛋白都含有motif 1和motif 2，它們構(gòu)成保守的TIFY和Jas結(jié)構(gòu)域。除LaJAZ12外，Group 2的其他基因都含有1個Motif 6，并包含5～7個外顯子。在Group 4中，LaJAZ6、LaJAZ19、LaJAZ10、LaJAZ14 和LaJAZ24 具有相同的基序類型，但外顯子數(shù)量不同。LaJAZ6 和LaJAZ19 包含3 個外顯子，而LaJAZ10、LaJAZ14 和LaJAZ24 包含2個外顯子。

LaMYC2-like 基因的外顯子/內(nèi)含子結(jié)構(gòu)和保守基序分析（圖3C和D）表明，除LaJAM5外，所有LaMYC2-like 蛋白都含有motif 1、motif 2 和motif3。Group 3組和Group 4中的蛋白都含有motif 1、motif 5 和motif 7。大多數(shù)LaMYC2-like 基因只有1個外顯子，而LaJAM5 和LaMYC5 有2 個外顯子，LaGL1-5 含有多個外顯子。

2.4 LaJAZ 和LaMYC2-like 基因啟動子順式作用元件分析

由圖4A可知，LaJAZ 基因啟動子區(qū)域主要包含激素反應(yīng)元件、光反應(yīng)元件和環(huán)境脅迫相關(guān)元件。激素響應(yīng)元件數(shù)量最多，在26個LaJAZ 基因的啟動子中含有207個激素響應(yīng)元件，包括109個脫落酸響應(yīng)元件（ABRE）、61 個MeJA 響應(yīng)元件（CGTCA-motif， TGACG-motif）、16個水楊酸響應(yīng)元件（TCA-element）、12 個生長素響應(yīng)元件（TGAbox，AuxRE， TGA-element， AuxRR-core）和9 個赤霉素響應(yīng)元件（TATC box， P-box），說明薰衣草JAZ基因與激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)密切相關(guān)；光反應(yīng)元件（Gbox，ACE）數(shù)量次之，共128個；此外，還有33個厭氧誘導(dǎo)元件（ARE）、32個低溫響應(yīng)元件（LTR）、12個防御和脅迫響應(yīng)元件（TC-rich repeats）、5個晝夜節(jié)律響應(yīng)元件（Circadian）和2個與環(huán)境脅迫響應(yīng)有關(guān)的創(chuàng)傷響應(yīng)元件（Wound-motif）。其中，LaJAZ5基因啟動子的順式調(diào)控元件數(shù)量最多，達(dá)40個；而LaJAZ2基因啟動子的順式調(diào)控元件最少，僅2個。

MYC2是JA信號通路的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，它參與JA信號通路與其他植物激素信號通路之間的串?dāng)_。由圖4B可知，在所有LaMYC2-like 基因的啟動子區(qū)域都發(fā)現(xiàn)了5種激素響應(yīng)元件，包括 88個脫落酸響應(yīng)元件（ABRE）、70個MeJA響應(yīng)元件（CGTCA-motif， TGACG-motif）、11 個赤霉素響應(yīng)元件（TATC-box， P-box， GARE-motif）、11個生長素響應(yīng)元件（AuxRR-core， AuxRE， TGA-box）和12個水楊酸響應(yīng)元件（TCA-element）。此外，還發(fā)現(xiàn)113個光響應(yīng)調(diào)控元件（ACE，G-box）和11個脅迫響應(yīng)調(diào)控元件（TC-rich repeats）。

2.5 LaJAZ 和LaMYC2-like 基因表達(dá)模式分析

利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析花發(fā)育過程中LaJAZ 和LaMYC2-like 基因的表達(dá)水平，結(jié)果（圖5）表明，大多數(shù)JAZ 基因在花蕾期、開花期或凋落期的萼片中表達(dá)量相對較高。此外，LaJAZ2、LaJAZ6、LaJAZ8、LaJAZ9、LaJAZ10、LaJAZ14、LaJAZ16、LaJAZ19 和LaJAZ24 在各組織中的表達(dá)量整體高于其他LaJAZ 基因（圖6A）。對于LaMYC2-like 基因，LaGL1、LaJAM2、LaJAM3、LaJAM4、LaJAM6、LaJAM7、LaJAM9、LaJAM10、LaJAM11、LaJAM12、LaJAM13、LaMYC3、LaMYC4、LaMYC7、LaMYC8 在花蕾期、開花期或凋落期的萼片中表現(xiàn)出較高的表達(dá)水平。此外，LaGL2、LaGL3、LaGL4、LaGL5 花瓣中優(yōu)勢表達(dá)，而LaMYC1、LaMYC2、LaMYC5、LaMYC6 和LaJAM1、LaJAM8 在莖和葉中的表達(dá)量普遍較高。

為研究LaJAZ 和LaMYC2-like 基因是否與薰衣草腺體的發(fā)育或萜類化合物的生物合成有關(guān)，利用qRT-PCR 技術(shù)進(jìn)一步分析LaJAZ 和LaMYC2-like 基因在薰衣草根、莖、葉以及不同顏色的花瓣和萼片（淺紫色、深紫色）中的表達(dá)，結(jié)果（圖6）表明，LaJAZ2、LaJAZ6、LaJAZ8、LaJAZ10、LaJAZ16、LaJAZ19 基因主要在花蕾期的深紫色萼片中表達(dá)，而在2月齡薰衣草的根、莖和葉中表達(dá)水平較低。此外，深紫色花瓣和萼片中LaJAZ2 和LaJAZ16 的表達(dá)水平高于淺紫色花瓣和萼片。與JAZ 基因的表達(dá)模式相反，淡紫色花瓣和萼片中MYC2-like 基因的表達(dá)水平高于深紫色花瓣和萼片，其中LaMYC1 基因在花蕾期淺紫色萼片中的表達(dá)水平最高；LaMYC7、LaJAM1、LaJAM3、LaJAM7、LaGL3 和LaGL4 在現(xiàn)蕾期和開花期淺紫色萼片中的表達(dá)水平較高。此外，所選基因中大多數(shù)LaJAZ 和LaMYC2-like 基因在萼片中的表達(dá)量高于根、莖和葉。綜上，薰衣草JAZ 和MYC2-like 基因在不同發(fā)育階段和不同花色萼片中的表達(dá)存在差異。

2.6 LaJAZ 和LaMYC2-like 的表達(dá)受JA 誘導(dǎo)

利用qRT-PCR 研究LaJAZ 和LaMYC2-like 在施用/未施用MeJA的薰衣草葉片中的表達(dá)模式，結(jié)果（圖7）表明，MeJA處理誘導(dǎo)了15個LaJAZ 和LaMYC2-like 基因的表達(dá)。與對照相比，MeJA 處理后LaJAZ2 的表達(dá)水平提高2.0～9.0倍，LaJAZ6提高5.0～25.0 倍，LaJAZ8 提高1.0～10.0 倍，LaJAZ10 提高9.0～24.0 倍，LaJAZ16 提高5.0～48.0倍，LaJAZ19 提高4.0～10.0 倍，LaMYC1 提高1.0～2.0倍，LaMYC2 提高1.1～2.8倍，LaMYC7 提高1.1～2.3倍，LaJAM1 提高1.9～3.2倍，LaJAM2 提高2.0～8.0倍，LaJAM3 提高1.9～5.0倍，LaJAM3 提高0.9～5.0倍，LaJAM7 提高0.5～2.4倍，LaGL3 提高0.7～2.5倍，LaGL4 提高0.3～2.1倍。其中，LaMYC1 的表達(dá)水平在MeJA處理2 h達(dá)到最高；LaJAZ2、LaJAZ6、LaJAZ10 和LaJAZ16 處理5 h 達(dá)到峰值；LaJAZ8、LaJAM1、LaJAM2、LaJAM3、LaJAM7 和LaMYC2 均在處理12 h達(dá)到峰值；LaGL3 和LaGL4 的表達(dá)隨處理時間呈先抑后揚趨勢，分別在處理12 和24h顯著增加。綜上表明，在2月齡薰衣草葉片中，大多數(shù)LaJAZs 比LaMYC2-like 基因更早且更強地受到MeJA誘導(dǎo)并做出響應(yīng)，可能在JA信號通路中發(fā)揮重要作用。

3 討論

茉莉酸（JA）是植物對環(huán)境脅迫和生物挑戰(zhàn)（如臭氧暴露、傷口、缺水以及病原體和害蟲侵襲）做出響應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。本研究通過生物信息學(xué)分析JAZ 和MYC2-like 基因的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步分析了其表達(dá)模式，為后續(xù)深入研究JAZ 和MYC2-like 基因的功能奠定了基礎(chǔ)，從而加深了對唇形科植物，尤其是薰衣草中JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的了解。啟動子在調(diào)節(jié)植物生長、發(fā)育和抗逆性等方面起著至關(guān)重要的作用。JAZ 蛋白和MYC2 是JA 信號通路中的關(guān)鍵調(diào)控因子，能與其他植物激素信號通路相互作用，如JA 和赤霉素會激活MYC2 并誘導(dǎo)倍半萜的生物合成[19]。本研究表明，LaJAZ 和LaMYC2-like 啟動子區(qū)域的順式作用元件可分為3大類：光響應(yīng)元件、激素響應(yīng)元件和環(huán)境脅迫響應(yīng)元件。其中，激素響應(yīng)元件的數(shù)量最多，分別為207和192個，且大部分順式作用元件與MeJA和ABA相關(guān)，表明薰衣草JAZ 和MYC2-like 基因可能主要通過MeJA和ABA途徑響應(yīng)激素信號。此外，LaJAZ 基因家族中的光反應(yīng)元件達(dá)128個，LaMYC2-like 基因家族中有113個，表明它們的表達(dá)也受光信號調(diào)控。JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受植物生態(tài)環(huán)境的調(diào)控，尤其是光照，它是JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要調(diào)節(jié)因子[20]。在擬南芥中，MYC2 在黑暗條件下與SPA1（PHYA 的抑制劑）發(fā)生相互作用，在光照條件下則通過與G-box 結(jié)合（存在于SPA 1 啟動子中）抑制光形態(tài)發(fā)生[21]。此外，在LaJAZ 和LaMYC2-like 啟動子中分別發(fā)現(xiàn)了84和74個環(huán)境脅迫響應(yīng)元件，表明外部環(huán)境脅迫可以通過順式作用元件來調(diào)控基因表達(dá)，進(jìn)一步提高薰衣草對脅迫環(huán)境的適應(yīng)能力。

毛狀體的發(fā)育以及生物堿、青蒿素、丹參酮和萜類化合物等植物特殊代謝產(chǎn)物的生物合成受轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控，其中一些受JA 信號通路介導(dǎo)。例如，SlMYC1 控制著番茄（Solanum lycopersicum）中腺毛體的形成和萜烯的生物合成[22]；AaMYC2 對黃花蒿的青蒿素生物合成具有正向調(diào)節(jié)作用[23]；LaMYC4參與調(diào)節(jié)薰衣草中腺毛體的形成和萜類化合物的生物合成[24]；CpbHLH13 的過表達(dá)增加了萜類化合物含量，減少了花青素的積累；黃花蒿JAZ8對青蒿素的生物合成進(jìn)行負(fù)調(diào)控，以響應(yīng)JA激發(fā)[25]；SmJAZ3和SmJAZ9在丹參中介導(dǎo)丹參酮的生物合成[26]。這些結(jié)果表明，JAZs和MYC2-like蛋白可能在毛狀體的發(fā)育和次生代謝物的生物合成，特別是萜類化合物的生物合成中發(fā)揮重要作用。在‘新薰2號’薰衣草（紫色萼片品種）中，萼片中的萜類化合物（芳樟醇和乙酸芳樟酯）含量高于‘YXA-5號’（白色萼片品種）[27]。本研究比較了深紫色和淺紫色萼片中JAZ 和MYC2-like 基因的表達(dá)模式，結(jié)果表明，在花蕾期，深色萼片中6個LaJAZ 基因的表達(dá)量明顯高于淺色萼片，而LaMYC2-like 基因的表達(dá)趨勢與LaJAZ 基因相反。例如，LaMYC1、LaMYC6、LaMYC7、LaJAM1、LaJAM3、LaJAM7、LaGL1 和LaGL2 在花蕾期和開花期都在淺色萼片中顯示出較高的表達(dá)水平。此外，薰衣草葉片中JAZs 和MYC2-like 基因的表達(dá)也受 JA誘導(dǎo)。綜上，LaJAZ 可能參與調(diào)控萜類化合物的合成途徑，正向調(diào)控花青素苷的積累，導(dǎo)致花瓣顏色變深。同時，LaMYC2-like 可能會負(fù)向調(diào)控花青素苷的合成，導(dǎo)致花瓣顏色變淺。這與薰衣草LaMYC4 過表達(dá)可提高轉(zhuǎn)基因植株萜類化合物生物合成途徑的通量，減少花青素苷的積累，從而使花瓣顏色變淺的研究結(jié)果一致[24]。此外，大多數(shù)LaJAZ 和LaMYC2-like 基因在薰衣草萼片不同階段的表達(dá)水平明顯高于其他組織，這可能是由于萼片上豐富的腺毛作為合成和儲存次生代謝物的重要場所有關(guān)[14]。以上結(jié)果表明，薰衣草JAZs 和MYC2-likes 可能參與調(diào)節(jié)薰衣草揮發(fā)性萜類化合物的生物合成、腺毛狀體的發(fā)育以及花青素苷的積累，從而控制薰衣草的花色。

在LaJAZ 基因中，LaJAZ16 蛋白與擬南芥JAZ1、JAZ2、JAZ5 和JAZ6 蛋白聚在1 個類群，且具有JAZ蛋白特有的TIFY和Jas結(jié)構(gòu)域?；虮磉_(dá)模式分析表明，LaJAZ16 在深紫色花瓣和萼片中的表達(dá)水平高于淺紫色花瓣和萼片。在MeJA處理下，大多數(shù)LaJAZs 比LaMYC2-like 基因更早做出反應(yīng)，且誘導(dǎo)水平更高，其中以LaJAZ16 最高，其表達(dá)水平在MeJA處理5 h達(dá)到峰值，較對照組提高48倍。綜上所述，LaJAZ16 基因可能在對JA信號的響應(yīng)、薰衣草花色的形成和萜類化合物的合成調(diào)控中發(fā)揮重要作用，具有更強的應(yīng)用潛力。MYC2是擬南芥JA信號通路的主要調(diào)控因子，參與JA調(diào)節(jié)的植物發(fā)育、側(cè)根和不定根形成和開花時間，而MYC2直系同源物作為“主開關(guān)”調(diào)節(jié)JA介導(dǎo)的次級代謝產(chǎn)物的生物合成[28]。系統(tǒng)發(fā)育分析表明，LaMYC2 與擬南芥MYC3 和MYC4 聚在一起；基因表達(dá)模式分析表明，LaMYC2 在營養(yǎng)器官中的表達(dá)量高于生殖器官，其中在葉片和2月齡薰衣草根中特異高表達(dá)，推測其可能在植物發(fā)育和根的形成中具有重要作用；在MeJA 處理12 h時，LaMYC2 的表達(dá)水平達(dá)到峰值，為對照組的2.8 倍。綜上，在薰衣草LaMYC2-like 基因中，LaMYC2 可能在JA信號傳導(dǎo)和次生代謝產(chǎn)物的合成中具有重要的調(diào)控作用。

本研究通過生物信息學(xué)分析了LaJAZ 和LaMYC2-like 基因的序列、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系、順式作用元件和表達(dá)模式，揭示了其在JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的潛在功能和調(diào)控機制，為JA介導(dǎo)的萜類化合物生物合成調(diào)控提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步揭示了薰衣草萜類化合物生物合成的分子機制，從而為增強植物對病原菌感染、食草昆蟲攻擊和非生物脅迫的防御能力、提高薰衣草精油品質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

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