响应ABA的甘草bZIP转录因子的基因表达及调控研究

目的 研究响应脱落酸（ABA）的甘草碱性亮氨酸拉链（GubZIPs）转录因子的基因表达差异，克隆并分析甘草关键酶基因的启动子序列，为解析bZIP转录因子调控甘草活性成分生物合成提供参考。方法 采用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析甘草毛状根中GubZIPs转录因子基因在外源ABA处理下的表达模式及在3年生甘草中的空间表达差异；利用TBtools软件从甘草基因组中提取关键酶基因的启动子片段并克隆，利用生物信息学分析启动子上潜在的关键调控元件。结果 甘草GubZIP1、GubZIP5、GubZIP33和GubZIP56基因在不同的ABA处理条件下表达模式不同，其中GubZIP1和GubZIP33的响应最为显著。分析GubZIPs基因在甘草不同组织的表达差异发现，GubZIP1和GubZIP5在根部高水平表达，GubZIP33和GubZIP56在叶中高水平表达。基于甘草基因组克隆获得甘草生物合成途径中关键酶查耳酮异构酶（CHI）、查耳酮合成酶（CHS）、β-香树脂醇合酶（β-AS）基因的启动子序列，分析结果显示，CHI基因的启动子区域有2个G-box和1个A-box顺式作用元件，CHS基因的启动子区域有2个ABRE和1个G-box顺式作用元件，β-AS基因的启动子区域有1个ABRE和1个G-box顺式作用元件。结论 甘草毛状根中GubZIP1、GubZIP5、GubZIP33和GubZIP56基因对ABA均有显著响应，采用50 mg·L^–1的ABA处理3 h是研究甘草中ABA相关通路较为适宜的方案。此外甘草的关键酶基因启动子上存在可与bZIP转录因子结合和响应ABA等激素的顺式作用元件；研究结果可为深入解析响应ABA的bZIP转录因子调控甘草活性成分生物合成的分子机制提供参考。