2.2 干旱對熱激轉(zhuǎn)錄因子基因表達的影響

在橡膠樹30個Hsfs家族成員中，有28個成員響應(yīng)干旱脅迫，只有HbHsfA1c和HbHsfA5b兩個基因不響應(yīng)干旱脅迫（圖2）。在干旱處理的橡膠樹‘93-114’葉片中，HbHsfA3b、HbHsfA4a、HbHsfA4c、HbHsfA4d、HbHsfA5a、HbHsfA6a、HbHsfA7a、HbHsfA9a、HbHsfA9b、HbHsfB1a、HbHsfB3a、HbHsfB4a和HbHsfB4b共13個基因響應(yīng)干旱處理并呈持續(xù)顯著上調(diào)表達模式，其中HbHsfA7a、HbHsfA7a和HbHsfB4b的上調(diào)幅度較大，在干旱處理4h時它們的上調(diào)幅度是0h的3倍以上，對干旱脅迫比較敏感。HbHsfA1b、HbHsfA2b、HbHsfA3a和HbHsfA4b響應(yīng)干旱脅迫顯著下調(diào)表達，其中HbHsfA1b和HbHsfA3a在干旱處理中后期持續(xù)顯著下調(diào)表達，而HbHsfA2b和HbHsfA4b分別在干旱處理2h和24h時極顯著下調(diào)表達，響應(yīng)干旱脅迫的時間有明顯差異。HbHsfA1a、HbHsfA2a、HbHsfB2c、HbHsfB3b、HbHsfB4d、HbHsfC1a和HbHsfC1b在干旱處理的前期上調(diào)表達，在后期下調(diào)表達；而HbHsfA8a和HbHsfB2b的表達模式與之相反，它們在干旱處理的前期下調(diào)表達，在后期上調(diào)表達（圖2）。HbHsfB2a在干旱脅迫下先顯著上調(diào)表達，然后顯著下調(diào)，后期又極顯著上調(diào)表達；而HbHsfB4c在干旱脅迫下先顯著下調(diào)表達，然后顯著上調(diào)，中后期又極顯著下調(diào)表達（圖2）。

2.3 高鹽（NaCl）對熱激轉(zhuǎn)錄因子基因表達的影響

在橡膠樹30個Hsfs家族成員中，有29個成員響應(yīng)NaCl高鹽脅迫，只有HbHsfA1c不響應(yīng)高鹽脅迫（圖3）。在高鹽處理的橡膠樹‘93-114’葉片中，HbHsfA2b、HbHsfA3b、HbHsfA4a、HbHsfA4b、HbHsfA5b、HbHsfA7a、HbHsfB1a、HbHsfB2a、HbHsfB2b、HbHsfB2c、HbHsfB3a、HbHsfB3b、HbHsfC1a和HbHsfC1b共14個基因響應(yīng)高鹽脅迫并呈持續(xù)顯著上調(diào)表達模式，尤其HbHsfB2a和HbHsfB3a響應(yīng)高鹽脅迫上調(diào)幅度最大，在高鹽處理2h時它們的轉(zhuǎn)錄水平是0h的2倍以上，對高鹽脅迫比較敏感，而HbHsfA2b對高鹽脅迫的反應(yīng)比較滯后，在12h之前無響應(yīng)，在處理24h時HbHsfA2b的表達迅速上調(diào)，幾乎是0h的3倍。HbHsfA1a、HbHsfA1b、HbHsfA3a和HbHsfA4c響應(yīng)高鹽脅迫顯著下調(diào)表達，其中HbHsfA1a、HbHsfA3a和HbHsfA4c在高鹽處理中后期持續(xù)顯著下調(diào)表達，而HbHsfA1b在高鹽處理8h時極顯著下調(diào)表達。HbHsfA2a、HbHsfA4d、HbHsfA5a、HbHsfA9b、HbHsfB4a、HbHsfB4b和HbHsfB4d、在高鹽處理的前期顯著上調(diào)表達，在后期顯著下調(diào)表達，與這些基因表達模式相反的基因HbHsfA8a和HbHsfB4c分別在高鹽處理的前、中期顯著下調(diào)表達，在中、后期顯著上調(diào)表達。HbHsfA6a和HbHsfA9a在高鹽脅迫前期先顯著上調(diào)表達，然后顯著下調(diào)，后期又顯著上調(diào)表達（圖3）。

3 討論

本研究分析了30個橡膠樹HbHsf家族成員在低溫脅迫下橡膠樹‘93-114’和‘熱墾501’葉片中的表達模式。結(jié)果表明，在HbHsf家族中有10個基因不僅在抗寒橡膠樹種質(zhì)‘93-114’葉片中上調(diào)表達，也在不抗寒橡膠樹種質(zhì)‘熱墾501’葉片中顯著上調(diào)表達?；虮磉_在不同組織中既有組織的特異性也有組織的相似性。比如上述葉片中上調(diào)表達的10個基因中，在低溫條件下，HbHsfA3b、HbHsfA4a、HbHsfA5b、HbHsfA8a、HbHsfC1a、HbHsfC1b和HbHsfB2b在橡膠樹‘93-114’和‘熱墾501’葉片中均呈顯著上調(diào)表達模式，同時也在相應(yīng)橡膠樹的樹皮中呈上調(diào)表達的模式，呈現(xiàn)組織的相似性。但是其他3個基因在樹皮和葉片中的表達模式不一致，呈現(xiàn)組織的特異性。在這2個不同耐寒性的橡膠樹種質(zhì)中都響應(yīng)低溫脅迫，但是響應(yīng)程度不同。尤其HbHsfA4a在低溫脅迫下橡膠樹‘93-114’葉片和樹皮中的表達量均顯著高于‘熱墾501’。這些基因表達量的高低可能與橡膠樹抗寒性的強弱相對應(yīng)。

枇杷EjHsf1(A4)響應(yīng)低溫誘導(dǎo)，通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控EjHsp基因參與提高枇杷抵抗低溫脅迫能力。水稻OsHsfA4d受低溫脅迫后上調(diào)表達。OsHsfA4s在高鹽脅迫后表達量上調(diào)。草莓FvHsfA4a受低溫和干旱脅迫上調(diào)表達。橡膠樹HbHsfA4a和HbHsfA4d是EjHsf1、OsHsfA4和FvHsfA4a的同源基因，同樣受低溫、干旱和高鹽脅迫后表達量上調(diào)表達（圖4），另外，HbHsfA4a受高溫脅迫上調(diào)表達，而HbHsfA4d受高溫誘導(dǎo)下調(diào)表達。水稻OsHsfA3和OsHsfA9受低溫脅迫后上調(diào)表達。草莓FvHsfA3a在高溫、低溫、干旱和高鹽脅迫下上調(diào)表達，F(xiàn)vHsfA9a在低溫和高鹽脅迫下上調(diào)表達。辣椒CaHsfA3/A9受高鹽脅迫上調(diào)表達。同源基因HbHsfA3b在高溫、低溫、干旱和高鹽脅迫下的橡膠樹‘93-114’葉片中上調(diào)表達，HbHsfA9b響應(yīng)高溫、低溫和干旱上調(diào)表達（圖4）。小麥B2亞家族TaHsf3響應(yīng)高溫、低溫、干旱和高鹽的誘導(dǎo)，過表達該基因激活下游基因熱激蛋白HSP70，從而提高擬南芥植株的耐熱性和抗寒性。鷹嘴豆CarHsfB2在高溫、高鹽和干旱脅迫下上調(diào)表達，過表達CarHsfB2能夠提高擬南芥植株的耐熱性和抗旱性。但是OsHsfB2b對水稻的抗旱性起負調(diào)控作用。B1亞家族基因響應(yīng)高溫、干旱和高鹽的誘導(dǎo)。同源基因HbHsfB2b在高溫、低溫和高鹽脅迫下的橡膠樹‘93-114’葉片中上調(diào)表達，HbHsfB1a響應(yīng)高溫、低溫、高鹽和干旱上調(diào)表達（圖4）。水稻OsHsfC1a/b、OsHsfC2a/b在低溫脅迫下表達量顯著上調(diào)，其中OsHsfC1對低溫脅迫最敏感。擬南芥的AtHsfC1同樣可被低溫誘導(dǎo)，表達量極顯著上調(diào)。另外，在葡萄、胡蘿卜和甘藍等園藝植物中也發(fā)現(xiàn)VaHsfC1a、DcHsfC16和BraHsfC039受低溫脅迫表達量顯著上調(diào)。由此可見，C亞家族成員在植物抵抗低溫脅迫中也起著重要的作用。此外，小麥TaHsfC2a受高溫脅迫上調(diào)表達，過表達TaHsfC2a可上調(diào)干旱和高溫誘導(dǎo)基因的表達，提高轉(zhuǎn)基因植株的耐熱性。OsHsfC1b在水稻抵抗高鹽脅迫中起著重要的作用。由此可見，橡膠樹HbHsfA3b、HbHsfA4a、HbHsfA9b、HbHsfC1a、HbHsfC1b和HbHsfB2b等基因響應(yīng)多種逆境交叉脅迫，暗示著上述基因功能的多樣性和復(fù)雜性。

高溫、低溫、高鹽、干旱等逆境常常會導(dǎo)致植物體內(nèi)發(fā)生氧化脅迫。Hsfs是上調(diào)ROS清除酶的活性和HSP基因表達的關(guān)鍵因子，利于提高植物對逆境脅迫的抗性。擬南芥體內(nèi)的AtHsfA3受活性氧誘導(dǎo)表達量上調(diào)，過表達AtHsfA3的擬南芥植株中，該基因可直接結(jié)合肌醇半乳糖苷合成酶基因GolS1和GolS2的啟動子從而激活GolS1和GolS2的轉(zhuǎn)錄，肌醇半乳糖苷的含量顯著增加，利于清除羥基自由基，以免植物細胞受到逆境脅迫的傷害。過表達CmHsfA4能夠上調(diào)轉(zhuǎn)基因菊花中CmHSP70、CmHSP90等基因的表達，提高SOD、APX、CAT等活性氧清除酶的活性，降低植物細胞內(nèi)活性氧的含量，從而增強了轉(zhuǎn)基因植株的抗逆性。東南景天SaHsfA4c轉(zhuǎn)基因擬南芥可激活ROS清除酶的活性和上調(diào)HSP的表達，降低活性氧的積累，從而增加植物對逆境脅迫的抗性。水稻體內(nèi)OsHsfC2a響應(yīng)H₂O₂誘導(dǎo)表達量上調(diào)，可以提高水稻對氧化脅迫的敏感性和抵抗能力。由此可見，橡膠樹HbHsfA3b、HbHsfA4a以及HbHsfC亞家族成員可能參與氧化脅迫反應(yīng)，保護細胞免受氧化損傷，提高橡膠樹的抗逆性。

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