Page 165 - 《广西植物》2024年第7期

７ 期 杨兰锋等: 苦荞 ＴＣＰ 转录因子全基因组鉴定及非生物胁迫分析 １ ３ ６ ５

ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ＰＣＲ (ｑＲＴ￣ＰＣＲ) ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＴＣＰ
ｇｅｎｅ ｕｎｄｅｒ ｄｒｏｕｇｈｔ ａｎｄ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓｅｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２８ ＴＣＰ ｆａｍｉｌｙ ｍｅｍｂｅｒｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ
ｉｎ ｔｈｅ ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ｇｅｎｏｍｅꎬ ｕｎｅｖｅｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｃｒｏｓｓ ｉｔｓ ｅｉｇｈｔ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ. (２) Ｍｏｓｔ ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ＴＣＰ
ｇｅｎｅｓ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ １－５ ｅｘｏｎｓ. (３) Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ＴＣＰ ｆａｍｉｌｙ ｉｎｔｏ ｆｉｖｅ ｃｌａｄｅｓꎬ ｗｉｔｈ
ｉｎｔｒａｓｐｅｃｉｆｉｃ ＴＣＰ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｍａｉｎｌｙ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｔｏｇｅｔｈｅｒ. (４) Ｃｏｌｌｉｎｅａｒｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｆｉｖｅ ｔａｒｔａｒｙ
ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ＴＣＰ ｇｅｎｅｓ ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｖｅｎｔｓ. ( ５) Ｃｉｓ￣ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｒｅｇｉｏｎｓ ｏｆ ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ＴＣＰ ｇｅｎｅｓ ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｃｉｓ￣ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｓ ｓｔｒｅｓｓ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｈｏｒｍｏｎｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ. ( ６) Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ａｌｌ ｔａｒｔａｒｙ
ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ＴＣＰ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｔｉｓｓｕｅｓ. (７) ｑＲＴ￣ＰＣＲ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ
ｏｆ ＦｔＴＣＰ３ꎬ ＦｔＴＣＰ６ꎬ ＦｔＴＣＰ１２ꎬ ａｎｄ ＦｔＴＣＰ１３ ｃｈａｎｇｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬ ｗｉｔｈ ＦｔＴＣＰ３
ｐｅａｋｉｎｇ ａｔ ６ ｈ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ａｎｄ ｓａｌｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓꎬ ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｉｔ ｐｌａｙｓ ａ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔ’ｓ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｎｅｗ ｉｎｓｉｇｈｔｓ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＴＣＰ
ｇｅｎｅ ｆａｍｉｌｙꎬ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ＴＣＰ ｇｅｎｅ
ｆａｍｉｌｙ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔꎬ ＴＣＰ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓꎬ ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬ ａｂｉｏｔｉｃ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｑＲＴ￣ＰＣＲ

苦 荞 麦 ( Ｆａｇｏｐｙｒｕｍ ｔａｔａｒｉｃｕｍ ) 为 蓼 科 ｂＨＬＨ 结构 域 由 ５９ 个 氨 基 酸 编 码ꎬ 存 在 于 所 有
(Ｐｏｌｙｇｏｎａｃｅａｅ)荞麦属( Ｆａｇｏｐｙｒｕｍ) 一年生草本植 ＴＣＰ 蛋白中ꎬ具有高度保守的特征ꎮ 具有 ｂＨＬＨ 结
物ꎬ俗称净肠草ꎬ是一种药食两用型作物(Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ 构域的转录因子在植物生长代谢、信号传导及非
２０１９)ꎮ 朱云辉和郭元新(２０１４) 研究表明苦荞中 生物胁迫中发挥重要作用( 陈柳君ꎬ２０２２)ꎻ只有少
蛋白质、脂肪、维生素和微量元素的含量普遍高于 部分 ＴＣＰ 蛋白具有 Ｒ 结构域ꎬ该结构域预计呈现
玉米、小麦等一般粮食作物ꎮ 苦荞中含有丰富的 卷曲的形状ꎬ可能介导蛋白质相互作用和其他结
黄酮类化合物ꎬ具有抗高血压、清除自由基、抗氧 构域( Ｃｈａｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ 大量研究表明ꎬＴＣＰ 转
化、延缓衰老及预防心脑血管疾病等功能ꎬ具有极 录因子在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用ꎬ它
高的营养价值和药用价值( 王为旋等ꎬ２０２４)ꎮ 苦 能通过调节细胞渗透压、改变细胞透性、减少有害
荞在我国大部分地区均有种植ꎬ主要分布于东北、 物质和改变激素敏感性等方式增加植物对逆境胁
华北、西北和西南山区ꎬ具有生育期短、抗旱耐冷 迫的 响 应 ( 唐 羽 翔 等ꎬ ２０２２ )ꎮ 例 如: 过 表 达
凉、耐贫瘠、适应性较强等特点( 杨恩泽等ꎬ２０２３)ꎮ ＰｅＴＣＰ１０ 能增强转基因拟南芥过氧化氢酶( ＣＡＴ)
有研究表明ꎬ干旱胁迫和盐胁迫对苦荞的种子萌 活性ꎬ提高抗氧化能力ꎬ增强转基因拟南芥植株在
发( 李兴美等ꎬ２０２２)、根系形态建成( 董馥慧等ꎬ 营养 生 长 期 的 耐 盐 性 ( Ｘｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎻ 烟 草
２０２１)、地上部农艺性状( 赵海霞等ꎬ２０１９) 和抗氧 ＮｔｂＨＬＨ１２３ 基因过表达可以增强烟草对盐胁迫的
化酶活性(路之娟等ꎬ２０１８)等方面均会产生影响ꎮ 耐受性ꎬ同时能诱导 ＮｔＲｂｏｈＥ 的表达和活性氧的
因此ꎬ研究苦荞的耐盐性和耐旱性ꎬ探究其抗逆机 产生ꎬ通过 ＮｔｂＨＬＨ１２３￣ＮｔＲｂｏｈＥ 信号通路提高转
理与调控对策ꎬ对实现干旱地区农业可持续发展 基因烟草耐盐性(Ａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎻ在拟南芥中过

和保障粮食安全具有重要意义ꎮ 表达 ＯｓＴＣＰ１９ 能减少植物失水和活性氧的产生ꎬ
ＴＣＰ 是植物特有的一类转录因子ꎬ以玉米中 增加脂滴的积累ꎬ提高转基因植株幼苗和成熟植
的 ＴＢ１ 基因、金鱼草的 ＣＹＣ 基因和水稻的 ＰＣＦ 基 株的抗逆性(Ｍｕｋｈｏｐａｄｈｙａｙ ＆ Ｔｙａｇｉꎬ ２０１５)ꎮ

因 ３ 个基因的首字母命名( Ｂｒａｕｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)ꎮ 目前ꎬＴＣＰ 转录因子家族在许多植物中已经
根据结合位点碱基序列的不同ꎬ可以将其分为两 被鉴定出ꎬ如在拟南芥中鉴定出 ２４ 个 ＴＣＰ 成员
类:Ⅰ类( ＧＧＮＣＣＣＡＣ) 主要诱导细胞分裂ꎻⅡ类 (Ｚｈｏｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎬ在李子中鉴定出 １９ 个 ＴＣＰ

(ＧＴＧＧＮＣＣ)抑制植物生长发育( Ｋｏｓｕｇｉ ＆ Ｏｈａｓｈｉ 成员(Ｚｈｏｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎬ在葡萄中鉴定出 １５ 个
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２)ꎮ ＴＣＰ 蛋 白 具 有 ２ 个 保 守 结 构 域ꎬ ＴＣＰ 成员(冀志蕊等ꎬ２０１５)ꎬ在玉米中鉴定出 ２９
ｂＨＬＨ( 螺 旋 － 环 － 螺 旋 ) 结 构 域 和 Ｒ 结 构 域ꎮ 个 ＴＣＰ 成员(Ｃｈａｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎬ在茶树中鉴定出