在非生物胁迫条件下，对Cardamine hupingshanensis中的U-box E3泛素连接酶基因（ChPUBs）的鉴定与特征分析

《BMC Genomics》：Identification and characterization of U-box E3 ubiquitin ligase genes (ChPUBs) in Cardamine hupingshanensis under abiotic stress

耐硒植物基因组的U-框泛素连接酶家族及其环境应答机制研究，通过鉴定114个ChPUB基因，揭示其通过ABA和冷信号通路整合调控非生物胁迫响应，特别是硒胁迫诱导叶部显著上调表达，为植物重金属适应机制研究提供新资源。

　　

摘要

背景

Cardamine hupingshanensis 是十字花科中一种新型的硒（Se）超积累植物，但其应对逆境的基因组基础仍知之甚少。尽管已知U-box E3泛素连接酶（PUBs）是植物非生物胁迫反应的关键调节因子，但其在 C. hupingshanensis 中的组成和功能尚未明确。

结果

我们首次对 C. hupingshanensis 中的U-box基因家族进行了全基因组鉴定和分析，共鉴定出114个 ChPUB 基因。系统发育分析将其分为五个不同的亚组。这些基因在染色体上的分布不均，主要通过片段复制扩增。结构分析显示各亚组内存在保守的U-box结构域和基序组织。启动子分析发现大量与胁迫和激素反应相关的顺式元件。代表性 ChPUB 的表达谱分析表明它们具有组织特异性表达模式，并对多种非生物胁迫（包括硒、渗透压、盐分、温度和ABA处理）表现出动态响应。值得注意的是，大多数 ChPUB 在叶片中受到高浓度硒的强烈诱导。重要的是，酵母双杂交实验表明ChPUB12和ChPUB33与ABA受体ChPYL1相互作用，而ChPUB33还与ChPYL6、ChPYL13及蛋白磷酸酶ChABI2相互作用。此外，ChPUB12、ChPUB33和ChPUB113均与冷信号传导的主要调节因子ChICE1发生物理相互作用。

结论

我们的研究为 ChPUB 基因家族提供了全面的基因组资源，并强调了它们作为ABA和冷信号通路整合因子的潜力。硒胁迫下 ChPUB 的强烈诱导表明其在硒稳态中可能具有新的作用。这些发现为这种独特硒超积累植物应对环境挑战的适应机制提供了关键的分子见解。