普通烟草 WRKY 基因家族的鉴定及表达分析

WRKY 基因家族编码产物是一类含有 WRKY 保守结构域的转录因子（Transcription factors, TFs），在植物的生长发育、胁迫应答等过程中起着重要的作用。目前，已在多种植物中鉴定了 WRKY 基因家族，但在普通烟草（Nicotiana tabacum L.）中 WRKY 家族的系统鉴定与分析还未见报道。本研究利用 WRKY 保守域全蛋白序列 PF03106检索普通烟草蛋白序列，获得 WRKY 家族候选序列共164个。利用多种生物信息学软件对该家族成员进行了系统进化树、保守结构域、亚细胞定位预测、染色体定位和组织表达等分析。分组鉴定和进化树分析结果显示，可将164个候选 NtWRKY 蛋白分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个亚家族。其中，Ⅱ亚家族又可细分为Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-c、Ⅱ-d 和Ⅱ-e 共5个亚组。WRKY 结构域分析结果显示，多数基因由2~5个外显子组成，各成员间的核心结构域高度保守，含有 WRKY 盒和锌指结构。亚细胞定位预测结果显示，大部分 NtWRKY 成员都定位在细胞核中，参与核基因的转录调控；而第Ⅲ亚家族的大部分成员（74%）定位于细胞质基质中，可能参与细胞质基因的转录调控。染色体定位结果显示，共有154个 NtWRKY 基因能够定位于24条染色体中，且呈不均匀分布，6号染色体上分布最多，含16个候选基因，10号染色体上分布最少，只有1个候选基因。组织表达分析结果显示，大部分 NtWRKY 基因在烟草根、茎、叶中都有表达，但不同基因间的表达模式存在差异，这暗示了烟草 NtWRKY 家族的不同成员在功能上可能具有多样性。研究还发现基因 NtWRKY26、NtWRKY30、NtWRKY32的表达模式受黑胫病原菌（Phytophthora parasitica var. nicotianae）诱导，可能与烟草-黑胫病菌互作机制相关。本研究不仅为研究普通烟草 WRKY 转录因子在调控生长发育过程中的作用奠定了相关理论基础，也为进一步分析普通烟草 WRKY 基因