





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (23): 5031-5045.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.23.017
许朵朵(
), 杜倩倩, 赵理想, 栗燕, 黄淦, 李永华, 逯久幸*(
)
收稿日期:2025-06-09
接受日期:2025-08-15
出版日期:2025-12-01
发布日期:2025-12-09
通信作者:
联系方式:
许朵朵,E-mail:xiaohua8052023@163.com。
基金资助:
XU DuoDuo(
), DU QianQian, ZHAO LiXiang, LI Yan, HUANG Gan, LI YongHua, LU JiuXing*(
)
Received:2025-06-09
Accepted:2025-08-15
Published:2025-12-01
Online:2025-12-09
摘要:
【目的】 挖掘牡丹AP2/ERF基因家族在花发育中的功能,为精细化调控牡丹花型育种提供理论依据。【方法】 以牡丹基因组为基础,系统鉴定牡丹AP2/ERF基因家族成员,进行系统进化分析、基因结构分析、顺式元件分析和重复事件分析。自公共数据库下载拟南芥、水稻、葡萄和枫香树的基因组文件,并以牡丹为参照进行种间共线性分析。利用全球公共数据库下载所有牡丹组织测序不同部位的RNA-seq数据集,进行文件拆分、序列比较,最后通过TBtools构建热图对牡丹AP2/ERF基因家族成员的功能进行预测。通过主成分分析和层次聚类分析对样本间的整体相关性进行评估。通过对12个基因进行实时荧光定量分析,验证家族成员组织特异性表达的有效性。【结果】 共鉴定出126个AP2/ERF家族成员,通过系统发育分析,将其划分为AP2、ERF、DREB和RAV 4个亚家族和1个未分类(Soloists)序列。根据共线性分析,鉴定到122个基因锚定在牡丹5条染色体上,共含有73对共线性基因。牡丹与枫香树、葡萄同源基因对数远多于牡丹与拟南芥、水稻的同源基因对,表明各亚家族内部存在高度的保守性,且常伴随UTR的缺失。顺式元件分析表明,牡丹AP2/ERF家族基因主要参与植物生长发育、激素响应、非生物胁迫应答和光信号调控过程。表达分析显示,鉴定到的126个AP2/ERF家族成员中有48%的基因参与了花发育的过程。筛选出12个与花发育相关的AP2/ERF成员(3个来自AP2亚家族、6个来自DREB亚家族和3个来自ERF亚家族),以‘凤丹白’牡丹的根、茎、叶、盛花期花瓣和5个分化时期花芽为材料,进行qRT-PCR试验,结果显示,83%的基因与预测的表达情况吻合。【结论】 牡丹AP2/ERF家族的扩张是串联复制以及染色体片段复制造成的。牡丹AP2/ERF家族的扩张发生在牡丹与拟南芥分化后。牡丹中除了AP2亚家族,ERF和DREB亚家族的部分基因也参与了牡丹花发育的过程,进一步说明牡丹AP2/ERF家族成员的功能与其他植物存在较大差异。
许朵朵, 杜倩倩, 赵理想, 栗燕, 黄淦, 李永华, 逯久幸. 牡丹AP2/ERF转录因子的全基因组分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(23): 5031-5045.
XU DuoDuo, DU QianQian, ZHAO LiXiang, LI Yan, HUANG Gan, LI YongHua, LU JiuXing. Genome-Wide Analysis of AP2/ERF Transcription Factors in Peony[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(23): 5031-5045.
表1
实时荧光定量PCR引物及其序列"
| 基因Gene | 引物序列Primer sequence (5′-3′) |
|---|---|
| ubiquitin | F:AGCCCATATTCAGGAGGTGT R:GCAATCTCAGGTACAAGGGG |
| PoDREB2 | F:CCCGACACCCAATTTACCGA R:ACGTGCCCAACCATATCCTC |
| PoERF37 | F:ACCCACTTCAAAACTCCGCA R:TTCCGCTACCCATTTTCCCC |
| PoDREB25 | F:GGTTCTCGAGCCATGACCAA R:ATTGGGCTTGGATCTGGTGG |
| PoAP2-9 | F:ACTTCCTCTCATCAGCCCCT R:CGCGGGCTATTCGAGTTAGT |
| PoAP2-5 | F:CGCATCATGGCAAGCAGTAC R:AACACCGGTCGATTGCTGAT |
| PoERF19 | F:CAGAGATCCGAACAAACGCG R:ACGTCCCGATCTCAAGAGGA |
| PoERF2 | F:CTGGCTTGGTACGTTCGACT R:GAGGAGGCGACGATGATGTT |
| PoDREB28 | F:ACATCACAACAGCAATGCGG R:ACCCCATTTCCTTCGTCGAA |
| PoDREB43 | F:TTCGACGCTGCACTCTTTTG R:GCAGCCTCTTGAATTTCCGG |
| PoAP2-16 | F:AGCATGGAAGATGGCAAGCT R:TTCTGCAGCTTCCTCTTGGG |
| PoDREB39 | F:AAGGGACCGATGAAAGGCTG R:AACTTCCCCACTCCCTCTGT |
| PoDREB21 | F:GTGGCCGCATCTAACGAAAG R:GTTCCTTCCACCCAGCAAGA |
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