煙草SRS基因家族鑒定與非生物脅迫誘導(dǎo)表達(dá)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-5119（2025）02-0083-10

，鄧智超1，3，吳榮榮12，劉濤1，3，（1. 266101；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，青島266109；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 ）

Identification of Tobacco SRS Gene Family and Abiotic Stress-induced Expression Analysis

YANG Yalun12， DENG Zhichao1.3， DONG Ruonan1， PAN Xiaolu1，3， WU Rongrong1，2， LIU Tao1，3， GAO Xiaoming1* (1.InstituteofTobaccoResearchofCAAS，Qingdao266101，China;2.Qngdao Agricultural UniversityQingdao266109，Cina; 3. Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 10oo81， China)

Abstract: The SH-related sequence(SS)gene family encodes aclass of plant-specific zincfinger protein transcriptionfactors hat playcrucial roles inregulating plant growth，developmentandstressresponses.Toexplorethefunctionofte SRSgenefamily n tobacco，18NSRSgeneswereidentifiedfromthetobacogenomedatabaseanddesignatedasNSRS1toNtSRS18.Bioinformatics analyseswereconductedtoinvestigatetheirproteincharacteristics，subcelularlocalization，phylogeneticrelationships，gene structures，andooterentditoallyprioaesoilysdeenttisssdsel theirresponses todrought，salt，andlowtemperaturestresswereanalyzedusingqRT-CR.Resultsrevealedthat NtSRSproteins containedtheconservedDUF702domain，withmostlocalizedin the nucleus.Phylogeneticanalysis clusteredtheNtSRSfamilyinto 5 subfamilies，with membersofthesamesubfamilyexhibitinghighlyconservedgeneand protein structures.Promoteranalysis identifiednumeroushormone-responsiveelementsand stres-responsive elementswithintheregulatoryregionsof NtSRSgenes. Expresion proilingshowed thatNtSRSgnes exhbitedsgnificant tssuespeciic expresson，withosthighlyexpressd inflower budsand stems.NotablyNSRS3and NSRS16 were stronglyinducedunderdrought，salt，andlowtemperature strescoditios. OverallthisstudyprovidesacomprehensivecharacterzationofthetobaccoSRSgenefamilyofferingatheoreticalbasisforthe genetic improvement of tobacco germplasm resources.

Keywords: tobacco; SRS gene family; abiotic stress; expression pattern analysis

SRS基因家族又稱(chēng)為短節(jié)間相關(guān)序列[shortinternodes(SHI）-related sequences]基因家族或者STY(STYLISH)基因家族，該家族基因編碼一種植物特有的鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子I。SRS蛋白包含

RING型鋅指結(jié)構(gòu)域和IGGH結(jié)構(gòu)域2個(gè)高度保守的結(jié)構(gòu)域。其中RING型鋅指結(jié)構(gòu)域（CX2CX7CX4CX2C2X6C，X代表可變氨基酸）為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等底物結(jié)合，發(fā)揮其蛋白功能[2]；IGGH結(jié)構(gòu)域富含酸性氨基酸，在其他蛋白質(zhì)中均未發(fā)現(xiàn)，是SRS蛋白獨(dú)有的保守結(jié)構(gòu)域[3]。此外，部分SRS蛋白還包含另一個(gè)與鋅指結(jié)構(gòu)域重疊的保守結(jié)構(gòu)域 。近年來(lái)，一些DUF蛋白的功能已被闡明，它們參與植物生長(zhǎng)發(fā)育和脅迫響應(yīng)[4]

SRS家族參與開(kāi)花調(diào)控、光形態(tài)建成、葉片發(fā)育、株型調(diào)控和非生物脅迫響應(yīng)等植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程[5]。擬南芥（Arabidopsisthaliana）中有11個(gè)SRS基因[6-7]，其中AtSTYI和AtSTY2可促進(jìn)花柱和柱頭形成，并影響擬南芥雌蕊發(fā)育過(guò)程中的維管發(fā)育。HY5、BBX21和BBX22基因是擬南芥光形態(tài)建成促進(jìn)因子，AtSRS5轉(zhuǎn)錄因子激活HY5、BBX21和BBX22基因的表達(dá)，從而影響擬南芥的光形態(tài)建成[8。AtSHI是赤霉素信號(hào)通路中的一種負(fù)調(diào)控因子，影響花序細(xì)胞伸長(zhǎng)和開(kāi)花時(shí)間，atshi突變體具有莖生長(zhǎng)減少，花朵產(chǎn)量高的表型[。水稻(Oryzasativa)中，OsSHII與調(diào)控水稻株型的轉(zhuǎn)錄因子IPA1互作，并抑制IPA1對(duì)下游靶基因OsTB1及OsDEP1啟動(dòng)子的結(jié)合活性，影響其基因轉(zhuǎn)錄功能，進(jìn)而協(xié)同調(diào)控水稻株型的發(fā)育[10]。紫花苜蓿(Medicagosativa)中有27個(gè)SRS基因受低溫和鹽脅迫的顯著誘導(dǎo)[11]，大豆(Glycinemax)SRS基因家族成員可被干旱、鹽和ABA誘導(dǎo)[1]。這些研究均表明，SRS家族轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育及應(yīng)對(duì)非生物脅迫過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

煙草（NicotianatabacumL.)是植物遺傳學(xué)研究模式植物，也是重要的經(jīng)濟(jì)作物。煙草生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常遭受低溫、干旱、鹽、堿等環(huán)境因素脅迫，從而嚴(yán)重影響煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)。自前，關(guān)于煙草SRS基因家族研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究采用生物信息學(xué)方法，對(duì)煙草SRS基因家族基因（下稱(chēng)“NtSRS”進(jìn)行了鑒定與分析，研究了SRS基因家族成員的蛋白理化性質(zhì)、亞細(xì)胞定位、進(jìn)化關(guān)系、基因結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域和啟動(dòng)子元件，分析了該家族基因的組織表達(dá)模式，及其對(duì)干旱、鹽和低溫脅迫的響應(yīng)模式。本研究可為后續(xù)煙草SRS基因家族的生物學(xué)功能研究奠定基礎(chǔ)，為煙草種質(zhì)資源改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)所用普通煙草品種K326種子由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所保存。

1.2煙草SRS基因家族成員鑒定

從茄科基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(https://solgenomics.net/)中下載普通煙草(Nicotianatabacum)K326的核酸序列和蛋白序列。從Pfam(http://pfam.xfam.org/)數(shù)據(jù)庫(kù)中下載SRS蛋白保守結(jié)構(gòu)域的隱馬爾可夫模型(PF05142)[12]，以此模型為模板，利用HMMER軟件[13]對(duì)煙草的蛋白序列進(jìn)行比對(duì)篩選，獲得含有SRS蛋白保守結(jié)構(gòu)域的煙草候選基因。利用CLU-STAL2.1對(duì)獲取的煙草SRS候選蛋白序列進(jìn)行多序列對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證其特征結(jié)構(gòu)域，最終得到用于進(jìn)一步研究的煙草SRS基因家族基因（NtSRS)成員。

1.3煙草SRS基因的染色體定位分析

利用煙草基因組注釋文件確定煙草SRS基因的染色體位置。

1.4NtSRS蛋白理化性質(zhì)分析

通過(guò)Expasy在線平臺(tái)（http://www.expasy.org/tools/protparam.html)ProtParam工具，計(jì)算煙草SRS蛋白的長(zhǎng)度、分子量、等電點(diǎn)、脂肪族氨基酸指數(shù)以及疏水性指數(shù)等理化性質(zhì)參數(shù)。

1.5NtSRS蛋白亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)及驗(yàn)證

亞細(xì)胞定位的預(yù)測(cè)：利用ProtComp9.0工具（http://linux1.softberry.com），預(yù)測(cè)煙草SRS蛋白亞細(xì)胞定位。

亞細(xì)胞定位的驗(yàn)證：以煙草K326cDNA為模板對(duì)煙草 N t S R S I ～ N t S R S I δ 去除終止密碼子的編碼區(qū)序列進(jìn)行擴(kuò)增（擴(kuò)增引物見(jiàn)表1），選擇PCR擴(kuò)增條帶最亮的2個(gè)基因，使用同源重組的方法分別將擴(kuò)增片段構(gòu)建到PYG56-GFP表達(dá)載體中，構(gòu)建NtSRS-GFP融合表達(dá)載體。通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)，分別將NtSRS-GFP融合表達(dá)載體及核定位標(biāo)記mCherry（p2300-35S-H2B-mCherry）注射在本氏煙草葉片中進(jìn)行瞬時(shí)表達(dá)。將侵染后的本氏煙在黑暗條件下處理 2 4 h 后， 正常光照培養(yǎng) 4 8 h 。隨后取注射葉片在共聚焦顯微鏡下分別于488、 激發(fā)光下觀察綠色和紅色熒光信號(hào)

1.6NtSRS蛋白系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建

下載擬南芥（TAIR）、辣椒、番茄及水稻（https://www.uniprot.org）SRs蛋白序列，采用MEGA11構(gòu)建擬南芥、辣椒、番茄與煙草的SRS蛋白系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，用MUSCLE法對(duì)以上蛋白序列進(jìn)行多序列比對(duì)，鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，bootstrap重抽樣次數(shù)為1000。

1.7NtSRS基因結(jié)構(gòu)及NtSRS蛋白保守結(jié)構(gòu)域分析

利用TBtools軟件分析NtSRS基因家族成員基因組DNA和CDS序列并可視化。使用MEME(http://meme-suite.org/）和 Evolview( https://www.evolgenius.info/evolview/#login)預(yù)測(cè)NtSRS蛋白保守結(jié)構(gòu)域并可視化，Motif長(zhǎng)度設(shè)為6\\~100，其余參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。

1.8NtSRS基因組織表達(dá)模式分析

從煙草基因表達(dá)譜[14]數(shù)據(jù)中檢索NtSRS1\\~NtSRS18在幼葉、成熟葉、幼根、成熟根、莖、花芽、種子、干旱脅迫處理和低溫脅迫處理等17個(gè)樣本的煙草基因表達(dá)數(shù)據(jù)，利用Cluster3.0軟件與JavaTreeView工具繪制煙草SRS基因表達(dá)熱圖。

1.9NtSRS基因在干旱、鹽及低溫脅迫下的表達(dá)模式分析

煙草種子消毒后播種于MS固體培養(yǎng)基，在人工氣候室(溫度 ，光照 ，濕度 60 % 培育至4片真葉后進(jìn)行脅迫處理。

1.9.1干旱和鹽脅迫試驗(yàn)參考薛瑾等[15]、劉濤等[16]的方法，將煙苗移入含有 3 0 0 m m o l / L 甘露醇的MS液體培養(yǎng)基模擬干旱脅迫，將煙苗移入含有 1 0 0 m m o l / L N a C l 的MS液體培養(yǎng)基模擬鹽脅迫，于處理的0、1、3、6h取樣(3次生物學(xué)重復(fù)），液氮速凍， 保存，用于RNA提取。

1.9.2低溫脅迫試驗(yàn)參考李琦瑤等[17]的方法將煙苗移人常規(guī)MS液體培養(yǎng)基，放入 透明培養(yǎng)箱模擬低溫脅迫（自然光照)，于處理的0、1、3、6 n 取樣(3次生物學(xué)重復(fù)），液氮速凍， 保存，用于RNA提取。

1.9.3RNA提取和qRT-PCR用RNA提取試劑盒（北京康為世紀(jì)公司，CW0581M)提取各樣品RNA。用反轉(zhuǎn)錄試劑盒(南京諾唯贊生物科技有限公司，R333-01)將 1 μ g R N A 反轉(zhuǎn)錄后獲得cDNA。參照鄧智超等[18]的方法進(jìn)行熒光定量PCR，以稀釋10倍的cDNA為模板，所用特異性引物見(jiàn)表2（內(nèi)參基因?yàn)镹tActin），3次技術(shù)重復(fù)。采用 法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)表示為平均值 ? ± 標(biāo)準(zhǔn)差，采用Duncan多重范圍檢驗(yàn) 進(jìn)行差異顯著性分析。

2結(jié)果

2.1NtSRS基因家族成員基本特征分析

2.1.1NtSRS基因鑒定 在煙草中鑒定出18個(gè)

SRS家族基因，分別將這些基因命名為NtSRS1\\~NtSRS18（表3）。在煙草的24條染色體中，10條染色體存在SRS基因分布，其中，第5、8、9號(hào)染色體上各有2個(gè)SRS基因；第6、13、14、17、19、21和22號(hào)染色體各有1個(gè)SRS基因。其他5個(gè)SRS基因分布在Scaffold中。

2.1.2NtSRS蛋白理化性質(zhì)NtSRS蛋白平均長(zhǎng)度為315aa，其中最短的是NtSRS16(177aa），最長(zhǎng)的是NtSRS4（452aa)；蛋白分子量范圍 2 0 . 5 9 ～ ，平均 3 4 . 2 8 k D a ；等電點(diǎn)的平均值為7.63，其中等電點(diǎn)最高的是NtSRS16(9.24），最低的是NtSRS12(5.08)；脂肪族氨基酸指數(shù)平均值為

54.16，最大的是NtSRS2(67.58)，最小的是NtSRS16（46.27)；疏水性指數(shù)平均值為-0.72，最大的是NtSRS12(-0.49)，最小的是NtSRS16(-0.97)。

2.2 NtSRS亞細(xì)胞定位分析

亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)分析發(fā)現(xiàn)NtSRS1和NtSRS2定位在質(zhì)外體，其他成員均定位在細(xì)胞核上(表3)。為進(jìn)一步驗(yàn)證預(yù)測(cè)結(jié)果，選擇亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)為核定位，且PCR擴(kuò)增條帶最亮的NtSRS14和NtSRS16用于亞細(xì)胞定位試驗(yàn)。結(jié)果表明（圖1)，NtSRS14和NtSRS16蛋白均定位于細(xì)胞核，與預(yù)測(cè)結(jié)果一致。

注：A和E分別為NtSRS14-GFP和NtSRS16-GFP綠色熒光蛋白在本氏煙葉表皮細(xì)胞中的定位（試驗(yàn)組），B和F為細(xì)胞核定位標(biāo)記mCherry在本氏煙表皮細(xì)胞中的定位(對(duì)照組)，C和G為試驗(yàn)組和對(duì)照組的重疊圖像，D和H為視野明場(chǎng)。

Note:AndEaldossel andFepresentalood images，DandHare the brightfield views.

2.3NtSRS基因家族系統(tǒng)進(jìn)化分析

為進(jìn)一步研究SRS基因的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系，利用擬南芥、棘椒和番茄的SRS蛋白序列作為參考序列構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)。煙草SRS基因家族可被劃分為5個(gè)亞家族（圖2)。NtSRS在5個(gè)亞家族（Groupl\\~Group5）中分布不均，Groupl 和Group2亞家族中各有2個(gè)NtSRS基因，Group3和Group4亞家族中各有4個(gè)，Group5亞家族中有6個(gè)。

2.4基因結(jié)構(gòu)與蛋白結(jié)構(gòu)域分析

NtSRS基因結(jié)構(gòu)如圖3A所示，NtSRS基因家族成員有2\\~5個(gè)外顯子，1\\~4個(gè)內(nèi)含子。Groupl亞家族的NtSRS1和NtSRS2均含有5個(gè)外顯子，4個(gè)內(nèi)含子；Group2亞家族的NtSRS3和NtSRS4，Group5亞家族的NtSRS9和NtSRS10，以及Group4亞家族的NtSRS17均含有3個(gè)外顯子，2個(gè)內(nèi)含子；其余NtSRS基因均只含有2個(gè)外顯子，1個(gè)內(nèi)含子。

同一亞家族成員具有基本一致的基因結(jié)構(gòu)，說(shuō)明NtSRS基因家族的進(jìn)化關(guān)系相對(duì)保守。

NtSRS蛋白結(jié)構(gòu)如圖3B所示，共鑒定出10個(gè)保守基序(Motif)，其中Motifl、2、3、4、7共同組成了DUF702結(jié)構(gòu)域。Group1亞家族的NtSRS1和 NtSRS2均只含有Motifl和Motif7;Group5亞家族的NtSRS7、NtSRS8包含全部Motif。Motif5只存在于Group4和Group5亞家族的蛋白中；Motif7存在于全部NtSRS蛋白中；Motif10只存在于Group2和Group5亞家族的NtSRS蛋白中。NtSRS蛋白中這些保守結(jié)構(gòu)域的位置和次序高度一致，說(shuō)明NtSRS蛋白結(jié)構(gòu)高度保守。

2.5NtSRS基因啟動(dòng)子順式作用元件分析

為進(jìn)一步闡明NtSRS基因在煙草響應(yīng)非生物脅迫中的作用，本研究對(duì)該基因家族各成員的啟動(dòng)子序列進(jìn)行了分析。結(jié)果表明(圖4)，即使同一亞家族成員，其啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)的順式作用元件也存在明顯差異：例如，Group1亞家族的NtSRSI沒(méi)有低溫響應(yīng)元件，而NtSRS2則具有低溫響應(yīng)元件；

Group2亞家族的NtSRS3沒(méi)有茉莉酸甲酯響應(yīng)元件，而NtSRS4則具有茉莉酸甲酯響應(yīng)元件；Group3亞家族的NtSRS14和NtSRS16沒(méi)有干旱響應(yīng)元件，而NtSRS13和NtSRS15則具有干旱響應(yīng)元件；Group4亞家族的NtSRS6沒(méi)有脫落酸響應(yīng)元件，而NtSRS5、NtSRS17和NtSRS18則具有脫落酸響應(yīng)元件；Group5亞家族的NtSRS11具有機(jī)械損傷響應(yīng)元件，而同屬該亞家族的其他成員則沒(méi)有機(jī)械損傷響應(yīng)元件。大部分NtSRS基因啟動(dòng)子序列中都包含茉莉酸甲酯和脫落酸響應(yīng)元件。

2.6NtSRS基因表達(dá)模式分析

從數(shù)據(jù)庫(kù)中下載NtSRS基因在不同組織，及其在干旱和低溫處理下的表達(dá)量數(shù)據(jù)(FPKM值）并繪制熱圖。如圖5所示，Group1亞家族基因NtSRS1在花芽和種子表達(dá)量較高，NtSRS2在幼葉和種子表達(dá)量較高；NtSRS1和NtSRS2在干旱脅迫下表達(dá)量沒(méi)有顯著改變，在低溫處理下表達(dá)量顯著提高。Group2亞家族基因NtSRS3和NtSRS4主要在莖部表達(dá)；對(duì)干旱不敏感，低溫1d表達(dá)量較高。Group3亞家族基因NtSRS15在花芽中表達(dá)量較高，在干旱1d表達(dá)量顯著升高；NtSRS14在低溫1d表達(dá)量顯著升高。Group4亞家族基因NtSRS5和NtSRS6在莖中具有較高表達(dá)量，NtSRS5在干旱1d表達(dá)量顯著升高。Group5亞家族基因在成熟葉、成熟根以及種子中表達(dá)量較低。

2.7NtSRS基因在干旱、鹽和低溫脅迫條件下表達(dá)模式分析

為進(jìn)一步探究NtSRS基因在非生物脅迫中的功能，分析了NtSRS基因在干旱、鹽以及低溫脅迫下的表達(dá)水平(圖6\\~8)。結(jié)果顯示，大部分NtSRS基因未被檢測(cè)到表達(dá)，這可能是因?yàn)楸静糠衷囼?yàn)使用的是4片真葉期的煙草幼苗，根據(jù)圖5數(shù)據(jù)，大部分NtSRS基因在幼葉中檢測(cè)不到表達(dá)。因此，對(duì)可以檢測(cè)到表達(dá)的基因進(jìn)行進(jìn)一步的脅迫響應(yīng)分析(以處理0h為參比1)。

如圖6所示，NtSRS1和NtSRS16表達(dá)量在干旱處理1h時(shí)顯著升高，之后表達(dá)量顯著下降。NtSRS11表達(dá)量在干旱處理1h時(shí)顯著下降；隨后表達(dá)量較干旱處理1h后顯著上升，但仍顯著低于處理前。NtSRS3表達(dá)量在干旱處理3h時(shí)才開(kāi)始顯著下降。NtSRS5表達(dá)量在干旱處理后呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)。

如圖7所示，在鹽處理后，NtSRS5、NtSRS11和NtSRS13的表達(dá)量隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)波動(dòng)較大，無(wú)明顯規(guī)律；NtSRS3表達(dá)量呈先下降再上升的變化。NtSRS16表達(dá)量在鹽處理6h時(shí)上調(diào)8倍。

如圖8所示，低溫處理時(shí)，NtSRSI、NtSRS3、NtSRS16和NtSRS18的表達(dá)量均為先顯著下降，而后在處理6h時(shí)又顯著升高。NtSRS13的表達(dá)量在處理1、3、6h顯著低于處理 0 h 。

3討論

SRS基因家族編碼一種植物特有的鋅指蛋白

A，NtSRS基因在各種組織中的表達(dá)水平；B，NtSRS基因在干旱和低溫脅迫下的表達(dá)水平。Note:Ateepesseh

注：圖中不同小寫(xiě)字母代表 p < 0 . 0 5 水平差異顯著，下同。

Note:Different lowercase letters in figuresrepresent significant differences at the p < 0 . 0 5 level，the same asbelow.

轉(zhuǎn)錄因子，在植物生長(zhǎng)[18]、葉片發(fā)育[19]、花誘導(dǎo)和花發(fā)育[20]、光形態(tài)發(fā)生[8]及植物形態(tài)建成[10]等生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著非常重要的作用。迄今為止，SRS基因家族成員已經(jīng)在紫花苜蓿[1]、擬南芥[6-7]、大豆[1]、水稻[10]、藜麥[21]、玉米[22]等多種植物中被鑒定出來(lái)，但煙草中尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本研究基于煙草基因組數(shù)據(jù)，首次在普通煙草基因組中鑒定到18個(gè)SRS基因家族基因并進(jìn)行了綜合的生物信息學(xué)分析，研究結(jié)果可用于進(jìn)一步深入研究煙草SRS基因功能，為煙草的分子育種提供理論依據(jù)，

NtSRS基因家族分為5個(gè)亞家族，相同亞家族的成員具有基本一致的基因結(jié)構(gòu)和保守基序，這表明它們可能在進(jìn)化、功能和調(diào)控機(jī)制上存在一定的相似性。NtSRS蛋白氨基酸長(zhǎng)度、分子量、等電點(diǎn)、脂肪族氨基酸比例、疏水性指標(biāo)以及基因在染色體上的具體位置方面均存在差異，這可能與煙草SRS蛋白家族成員的生物學(xué)功能多樣性相關(guān)。啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)分析進(jìn)一步印證了該推斷，即使同一亞家族成員，其啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)的順式作用元件也存在明顯差異。順式作用元件在植物響應(yīng)生物和非生物脅迫中起重要作用，NtSRS基因的啟動(dòng)子中存在大量響應(yīng)激素、干旱和低溫的順式作用元件。除NtSRS3、NtSRS10、NtSRS11和NtSRS17之外，其余14個(gè)NtSRS基因啟動(dòng)子中均含有茉莉酸甲酯響應(yīng)元件；除NtSRS6、NtSRS7、NtSRS9和NtSRS10之外，其余14個(gè)NtSRS基因啟動(dòng)子中均含有脫落酸響應(yīng)元件，由此推斷NtSRS基因與茉莉酸甲酯、脫落酸等激素的調(diào)控密切相關(guān)。此外，大部分NtSRS基因啟動(dòng)子中含有5\\~6種順式作用元件，特別是NtSRS18基因啟動(dòng)子含有除光和機(jī)械損傷響應(yīng)元件之外的全部8種順式作用元件，說(shuō)明NtSRS基因可能參與更多的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程或者發(fā)揮不同的生物學(xué)功能。

一些擬南芥SRS基因在花和根中高表達(dá)，但在葉片中不表達(dá)[7，23-24]；水稻OsSHI1在根和穗中具有較高的表達(dá)量，但在葉片中不表達(dá)[10]；甘藍(lán)型油菜SRS基因主要表現(xiàn)出根的響應(yīng)，但在葉片中不表達(dá)[25]。本研究中，不同NtSRS在普通煙草中的表達(dá)模式存在差異：少數(shù)幾個(gè)NtSRS基因在幼葉中少量表達(dá)；所有的NtSRS基因在成熟葉片中幾乎不表達(dá)；大部分NtSRS基因在莖和花芽中表達(dá)，且有的基因表達(dá)量較高；個(gè)別NtSRS基因在幼根高表達(dá)，成熟根中少量表達(dá)。可見(jiàn)，NtSRS在葉片中的組織表達(dá)模式與其他植物基本吻合，而在其他組織中的表達(dá)則具有自己的特點(diǎn)，推測(cè)這種差異可能與NtSRS在組織器官生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程中所行使的功能有關(guān)。qRT-PCR結(jié)果分析表明，在響應(yīng)非生物脅迫方面，NtSRS5和NtSRS11在干旱脅迫下表達(dá)量顯著下調(diào)，推測(cè)它們可能參與煙草響應(yīng)干旱脅迫；NtSRS5和NtSRS16受鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)顯著上調(diào)，推測(cè)它們可能參與煙草響應(yīng)鹽脅迫；

NtSRS13的表達(dá)量在整個(gè)低溫處理過(guò)程中均顯著低于對(duì)照，推測(cè)它可能參與煙草響應(yīng)低溫脅迫。其中NtSRS3和NtSRS16對(duì)干旱、鹽和低溫3種脅迫均有響應(yīng)，且兩者在莖中都具有較高的表達(dá)量，推測(cè)這兩個(gè)基因不僅參與響應(yīng)非生物脅迫，還可能與植物體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程有關(guān)。

4結(jié)論

本研究從普通煙草K326中鑒定出18個(gè)NtSRS基因，聚類(lèi)為5個(gè)亞家族，NtSRS轉(zhuǎn)錄因子主要定位于細(xì)胞核。大部分NtSRS在莖和花芽等器官中表達(dá)量較高，NtSRS3和NtSRS16參與對(duì)干旱、鹽和低溫脅迫響應(yīng)。以上結(jié)果為進(jìn)一步探究NtSRS基因在煙草生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的生物學(xué)功能研究奠定了基礎(chǔ)。

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