谷子JAZ 家族全基因组鉴定及表达分析
2021-04-26张琦常国蓉张育铭刘旭张宝俊
张琦,常国蓉,张育铭,刘旭,张宝俊
(山西农业大学 植物保护学院,山西 太谷030801)
茉莉酸(Jasmonic acid,JA)是植物体内合成的一类重要植物生长激素,在调控植物的生长发育及应答病菌侵染、昆虫为害等环境胁迫方面发挥着重要作用[1]。JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物中特有的锌指蛋白,参与植物抵御生物和非生物逆境胁迫信号的响应和调控,在JA 信号转导通路研究中扮演着“抑制子”角色[2]。JAZ 蛋白含有2 个保守结构域,分别位于为N 端的ZIM(又称TIFY)结构域及位于C 末端的Jas(又称CCT_2)结构域。ZIM 结构域参与二聚体的构成及与NINJA等抑制子的结合[3];Jas 结构域主要负责与受体复合体中COI1及MYC2等转录激活物的结合[4]。植物细胞中JA 的浓度较低时,JAZ 蛋白与MYC2结合而受到抑制[5];高浓度的JA 可促进JAZ 蛋白与SCFCOI1结合,使JAZ 蛋白泛素化,被26S 蛋白酶降解[6],解除JAZ 蛋白对MYC2转录活性的抑制,激活JA 早期应答基因的表达[7,8]。此外,JAZ 蛋白还参与赤霉素(GA)、生长素(IAA)、乙烯(ET)和水杨酸(SA)等其他植物激素生物合成或信号传导途径[9]。
JAZ 基因家族成员众多,生物学功能丰富,在玉米、水稻、小麦、陆地棉和粗山羊草中分别发现了23、15、14、30 及9 个JAZ基因[10~14]。拟南芥中缺失Jas 功能结构域AtJAZ1基因能够增强拟南芥对甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)的抗性[15];水稻中OsJAZ9作为茉莉酸盐信号转导的转录调节因子,可以调节水稻的盐胁迫或缺钾耐性[16];大豆中GsJAZ2是一个新基因,其过度表达可以增强拟南芥对盐和碱胁迫的耐受性[17]。
JAZ 基因在调节生物和非生物胁迫的适应或防御以维持植物生长方面发挥了重要作用。谷子(Sitaria italica)是起源于我国的粮食作物,在食物多样性和种植业结构调整中具有不可或缺的作用[18]。……