拟南芥（Arabidopsis）中过量表达Sesuvium portulacastrum L.的SpHDZ39和SpHDZ41基因能够促进植株生长并增强其对镉（cadmium）的耐受性

植物耐镉转录因子SpHDZ39和SpHDZ41的鉴定及其在拟南芥中的功能验证。通过基因组分析发现46个SpHDZs分布于21条染色体，具有基因复制和进化保守特征，其中SpHDZ39和41在镉胁迫下显著下调，亚细胞定位及酵母双杂交实验证实其转录因子活性，过表达可促进拟南芥根生长和生物量积累。

　　

摘要

“同源结构域-亮氨酸拉链”（Homeodomain-Leucine Zippers，简称HDZs）是调控植物生长、发育以及环境响应的关键因子。尽管其功能已在许多植物物种中得到广泛研究，但Sesuvium portulacastrum L.中的HDZ家族仍缺乏详细的表征，而SpHDZs的作用尚未被探索。在本研究中，我们在S. portulacastrum的基因组中鉴定了46个SpHDZs基因，并将其分为四个亚家族。这些基因在21条染色体上的分布并不均匀。我们系统地预测了它们的物理化学性质，包括基因和蛋白质结构、等电点、疏水性、稳定性、二级和三级结构以及亚细胞定位。基因重复分析表明，所有检测到的重复事件均为全基因组或片段性重复，且大多数基因对表现出纯化选择的特征。启动子分析显示存在大量与应激信号传导和发育相关的顺式元件。通过对镉、铜和盐处理的表达分析，我们发现了对这类应激具有响应性的SpHDZs亚群，其中SpHDZ39和SpHDZ41在镉处理条件下在根部的表达显著下调。亚细胞定位和酵母单杂交实验证实，SpHDZ39和SpHDZ41均具有转录因子的功能。在Arabidopsis thaliana中异位表达SpHDZ39和SpHDZ41可促进根系生长并增加镉处理条件下的生物量积累。这些结果为了解SpHDZs在盐生植物中的功能作用提供了见解，并为通过基因工程提高作物的镉耐受性提供了有前景的候选基因。