向日葵ARF基因家族鉴定及其在花发育中的功能分析

作     者：邓玉萍 王倩 张敏慧 王茜 陈静 杨军 邹建 

作者机构：西华师范大学生命科学学院西南野生动植物资源保护教育部重点实验室 

出 版 物：《植物遗传资源学报》 (Journal of Plant Genetic Resources)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：四川省自然科学基金(2022NSFSC0163,2023NSFSC0226) 西华师范大学博士科研启动专项项目(18Q039) 西华师范大学创新团队项目资助(KCXTD2023-7) 

主　　题：向日葵 ARF家族 生物信息学 花发育 表达分析 

摘      要：生长素响应因子是一类生长素响应转录因子，在花发育调控中发挥重要作用，但其在向日葵花发育中的作用尚未见报道。本研究基于本实验室前期构建的向日葵转录组数据，筛选到39个向日葵ARF基因，分属于5个类群，且同一类群成员具有相似的基因结构、保守结构域和保守基序。组织特异性表达模式分析发现，其中20个ARF基因可能与向日葵花发育调控相关。分析这20个ARF基因在WT和分生组织转变和花器官发育缺陷突变体cb1（cb1， crazy broccoli 1）中的表达差异，发现gene33195、gene34899、gene58924、gene2145和gene16681在WT花发育St2至St4时期（花原基起始期、花器官开始形成期和减数分裂期）高水平表达，在花发育后期几乎不表达；它们在cb1中表达水平被上调，且与WT花发育早期峰值水平相当。另一个ARF基因gene70445在cb1突变体的整个花发育时期的表达水平均远高于WT。这些结果说明，这6个ARF基因在花分生组织转变和花器官发生中发挥关键作用。启动子顺式作用元件分析发现，这6个基因的启动子区存在多个AP2/ERF、MIKC＿MADS和LFY识别元件，说明他们在向日葵花分生组织转变和花器官发生调控中，可能受到AP2/ERF、MIKC＿MADS和LFY家族基因的调节。本文的研究结果，将为深入探究向日葵ARF基因在花发育调控中的功能和分子机制提供重要线索，也为向日葵新品种选育提供参考。