中国玫瑰（Rosa chinensis）中响应干旱的U-box E3泛素连接酶基因的全基因组鉴定与功能分析

《International Journal of Biological Macromolecules》：Genome-wide identification and functional characterization of drought-responsive U-box E3 ubiquitin ligase genes in Rosa chinensis

　　

Jingjing Sun|Junkang Zhang|Hongchi Liu|Yicheng Wang

摘要

作为E3泛素连接酶家族的一员，植物U-box（PUB）蛋白参与多种生物过程，但关于它们在Rosa chinensis（中国玫瑰）中的分子特性和功能差异的研究仍然较为有限。在这项研究中，我们从Rosa chinensis基因组中鉴定出共69个基因，这些基因在染色体上的分布并不均匀，其中19个基因聚集在2号染色体上。系统发育分析表明，RcPUB蛋白可以被划分为五个亚科（Clade I至V），每个亚科都包含一个独特的保守结构域。Cis-作用元件分析显示，RcPUB基因的启动子中含有大量与植物激素相关的元件。通过RNA-seq和WGCNA分析，我们筛选出两个对干旱胁迫具有响应性的基因（RcPUB4和RcPUB14），这两种基因编码的蛋白质都定位于细胞核内。VIGS介导的基因沉默实验提高了植物的耐旱性，并显著改变了ABA信号传导相关基因的表达。此外，蛋白质-蛋白质相互作用预测和酵母双杂交实验结果表明，RcPUB4可以与两种ABA受体（RcPYL4和RcPYL9）结合，这支持了RcPUB4可能调节这些ABA受体稳定性、从而影响ABA信号传导效率并最终增强Rosa chinensis耐旱性的观点。总体而言，本研究为理解Rosa chinensis的RcPUB基因家族提供了基础性认识，为深入探讨它们在干旱胁迫适应中的分子机制提供了宝贵参考。