玉米HSFs转录因子家族在干旱胁迫下的表达特性及功能

　　

摘要：

目的 鉴定分析干旱胁迫下玉米HSFs家族成员的结构和功能，为解析玉米耐旱性分子机制奠定基础。 方法 从玉米基因组数据库（MaizeGDB）中下载蛋白序列，基于Pfam数据库（PF00447）的HSF结构域，通过HMMER 3.0和BLASTP比对筛选玉米HSFs家族成员，利用ExPASy、MEGA X、GSDS、MEME、MCScanX、PlantCARE和TBtools等生物信息学工具分析预测蛋白理化性质、染色体定位、基因结构、共线性、保守基序和顺势元件等信息。基于转录组数据和实时荧光定量PCR分析，了解HSFs家族成员基因在干旱胁迫下的表达模式，挖掘响应干旱胁迫的HSFs基因。 结果 玉米中共鉴定到28个HSFs基因，编码的氨基酸数量为257?528 aa，等电点为4.70?9.53；不均匀地分布在10条染色体上，并且在第1染色体分布最密集；启动子区富含ABRE、MYB等逆境响应元件；共线性分析显示，玉米与水稻之间具有较强的保守性。RNA-seq和荧光定量PCR显示，有4个基因存在显著差异，同时，过表达ZmHSF16可显著提高拟南芥的抗旱性（存活率提高38%?43%），并通过降低细胞膜损伤（相对电导率减少30%）维持细胞稳态。 结论 揭示了ZmHSFs家族在干旱胁迫下的表达特性，并验证了ZmHSF16的抗旱功能。