全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2015, 41(6): 900909 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(31401452), 国家“十二五”科技支撑计划项目(2013BAD07B14)和河南师范大学博士启动基金项目
(qd13032)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 姜丽娜, E-mail: jianglina73@aliyun.com
第一作者联系方式: E-mail: cricaas@163.com
Received(收稿日期): 2014-11-03; Accepted(接受日期): 2015-04-02; Published online(网络出版日期): 2015-04-14.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20150414.1631.001.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.00900
乌拉尔图小麦WRKY转录因子的筛选与分析
马建辉 张黛静 高小龙 邵 云 姜丽娜*
河南师范大学生命科学学院, 河南新乡 453007
摘 要: WRKY 转录因子广泛参与植物抗逆胁迫反应, 全面分析挖掘小麦 A 染色体组供体物种乌拉尔图小麦中的
WRKY转录因子, 对进一步挖掘分析六倍体小麦 WRKY转录因子的分子功能具有重要意义。本研究通过生物信息学
分析, 在乌拉尔图小麦基因组数据中鉴定得到 62 条全长 WRKY 转录因子, 其中 14 条能被准确定位在染色体上, 并
发现 2 对 WRKY 转录因子发生了复制; 通过进化树分析, 发现 62 条 WRKY 转录因子被分为 8 个小亚族, 且小亚族
内部的基因结构相对保守。通过荧光定量分析所选基因在非生物胁迫下的表达模式, 筛选到 2 条在不同非生物胁迫
下均上调表达的 WRKY转录因子, 为进一步分析其功能打下基础。
关键词: 乌拉尔图小麦; WRKY转录因子; 进化分析; 非生物胁迫
Identification and Analysis of WRKY Transcription Factors in Triticum urartu
MA Jian-Hui, ZHANG Dai-Jing, GAO Xiao-Long, SHAO Yun, and JIANG Li-Na*
College of Life Sciences, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China
Abstract: WRKY transcription factors have been found to be involved in the processes responding to various abiotic and biotic
stresses in plants. The knowledge on WRKY transcription factors in Triticum urartu (AA) will facilitate the function study of
WRKY transcription factors in hexaploid wheat (Triticum aestivum, AABBDD). In this study, 62 WRKY transcription factors
with full length of coding sequence (CDS) were selected from Triticum urartu genome through bioinformatic analyses, in which
14 could be located on specific chromosomes and two pairs had been duplicated. These WRKY transcription factors were divided
into eight subgroups by phylogenetic analysis and the exon–intron structure in individual subgroups was relatively conserved.
Two WRKY transcription factors were selected for function validation, and their expressions consistently increased under diverse
abiotic stresses by qRT-PCR assay.
Keywords: Triticum urartu; WRKY transcription factor; Evolution analysis; Abiotic stress
转录因子是一类重要的调控因子, 可通过与目
标基因启动子特定序列结合, 激活或抑制靶基因的
转录表达, 从而调控生命活动进程。WRKY 转录因
子含有一段大约 60个氨基酸的 WRKY保守结构域,
在其结构域 N-末端具有高度保守的 WRKYGQK 氨
基酸序列, 其基因家族可分为 3类, 其中 I类有两个
WRKY结构域, 且有 CX4-5CX22-23HX1H的锌指结构;
II类具有一个WRKY结构域和同 I类的锌指结构; III
类具有一个 WRKY结构域和 CX7CX23HX1C的锌指
结构。通过对不同物种WRKY转录因子的功能分析,
发现它们参与植物对非生物胁迫的应答、生物胁迫
反应以及激素信号转导等各种生命活动。
1994年 , Ishiguro 等 [1]首次在马铃薯中发现
WRKY 转录因子, 随后在拟南芥、水稻、大豆、棉
花中均发现大量的 WRKY 转录因子并进行了进化
分析与功能验证。Eulgem 等[2]在拟南芥中首次挖掘
了 61条WRKY转录因子, 并将其命名为 AtWRKY1
至 AtWRKY61; 随后, Yu 等[3]在拟南芥中克隆了一
个受病原体感染和水杨酸诱导的 WRKY 转录因子
AtWRKY62; 之后, Dong 等[4]通过对拟南芥基因组
第 6期 马建辉等: 乌拉尔图小麦 WRKY转录因子的筛选与分析 901


数据的查找并整合 Eulgem 等和 Yu 等数据, 在拟南
芥中发现 72 条 WRKY 转录因子, 并分析了其进化
和表达模式。Jiang 和 Deyholos[5-6]通过对不同时间
盐胁迫下拟南芥根组织的芯片分析 , 发现
AtWRKY25 和 AtWRKY33 在盐胁迫下显著上调表
达, 并且这 2个基因在拟南芥中过表达的转基因株
系耐盐能力明显提高。Zou 等[7]发现 AtWRKY34 在
拟南芥花粉粒中特异表达, 并可能通过 CBF 信号级
联反应负调控拟南芥成熟花粉粒对低温的敏感性。
同时, 在拟南芥对病原体侵染的应答调控以及调节
种子发育等途径中, 均发现 AtWRKY转录因子发挥
重要作用[8-9]。Xie 等[10]首先发现 81个水稻 WRKY
转录因子, 并发现 OsWRKY24、51、71 和 72 等可
被脱落酸(ABA)诱导表达; 随后 Ross 等[11]分别在粳
稻和籼稻中发现 98条和 102条WRKY转录因子, 并
进行了详细的进化分析; Ramamoorthy等 [12]整合前
人的结果, 并以其为参照, 与粳稻基因组数据进行
查找分析, 获得 103 条水稻 WRKY 转录因子, 发现
其中 54 条 OsWRKY 转录因子在非生物胁迫、激素
诱导下存在不同的表达模式。对水稻 WRKY转录因
子的分子功能研究发现, 等位基因 OsWRKY45-1 和
OsWRKY45-2 在 ABA 信号途径中发挥不同作用 ,
OsWRKY45-1干扰的转基因株系对 ABA的敏感性增
强, 而OsWRKY45-2干扰株系对ABA的敏感性降低,
使耐盐性得到改善[13]。Wu等[14]对 OsWRKY11研究
发现, 其可被热处理诱导表达, 其转基因株系的耐
热性和抗旱性显著增强。此外, 在水稻中还发现许
多 WRKY 转录因子参与到调节植物抗病与激素信
号转导途径之中[15-16]。在大豆和棉花中也以拟南芥
WRKY 转录因子为参照, 分别得到 133 条和 116 条
WRKY 转录因子, 并对其进行了进化分析[17-18]; 在
Retama raetam [19]、Thlaspi caerulescens [20]和大麦[21]
等物种中也已发现诸多与非生物胁迫相关 WRKY
转录因子。
到目前为止 , 在小麦核酸数据中 (http://www.
ncbi.nlm.nih.gov/nucleotide?term=txid4565[Organism])
共发现 76条 WRKY转录因子, 40条具有全长 CDS,
但只对其中少数进行了深入的功能分析[22-23], 进一
步深入挖掘小麦全长 WRKY 转录因子具有重要的
意义。乌拉尔图小麦(Triticum urartu)是六倍体小麦
A 染色体组供体, 其基因组测序的完成为深入挖掘
小麦WRKY转录因子序列提供了重要的数据资源[24]。
本研究通过分析乌拉尔图小麦基因组数据, 深入挖
掘其中全长 WRKY转录因子序列, 并分析进化树、
基因结构、染色体定位、基因复制和表达模式, 为
进一步研究其分子功能打下基础。
1 材料与方法
1.1 乌拉尔图小麦WRKY转录因子的筛选
根据文献报道, 分别从 TAIR (The Arabidopsis
Information Resource, http://www.arabidopsis.org/)和
RGAP (Rice Genome Annotation Project, http://rice.
plantbiology.msu.edu/)下载拟南芥和水稻 WRKY 转
录因子的编码区序列(CDS)和蛋白序列[4,12], 并根据
Ling 等[24]的报道, 下载乌拉尔图小麦基因组数据中
的 CDS和蛋白序列数据库。将拟南芥、水稻 WRKY
转录因子分别与乌拉尔图小麦的 CDS和蛋白序列进
行 Blastn 和 Blastp 比对, 进一步在乌拉尔图小麦基
因数据中调取值小于 0.001 的相似序列。将所调取
基因的蛋白序列分别在 Pfam (http://pfam.sanger.ac.
uk/search#tabview=tab1) 和 SMART (http://smart.
embl-heidelberg.de/)平 台 进 行 多 重 序 列 比 对 和
Hidden Markov Models (HMM) 查找确定 WRKY转
录因子[25-26], 进一步手动去除非全长 WRKY 转录因
子序列后, 即得乌拉尔图小麦全长WRKY转录因子。
1.2 进化树和基因复制分析
根据保守结构域所在位置, 调取拟南芥、水稻
和乌拉尔图小麦WRKY转录因子的保守结构域, 将
所得保守结构域进行 ClustalW 分析 , 并应用
MEGA5.10构建进化树。
将所得 WRKY 转录因子进行 Blastp 比对分析,
当两个转录因子的覆盖度超过较长基因的 70%、相
似度大于 70%, 且仅发生一次复制事件时, 认为该
对基因发生了基因复制[27]。采用禾本科植物所应用
的 r = 6.510–9 计算复制年限[28], 计算公式为 T =
Ks/2r, 其中非同义突变频率(nonsynonymous, Ka)、同
义突变频率(synonymous, Ks)通过 PAL2NAL (http://
www.bork.embl.de/pal2nal/#RunP2N)计算获得[29]。
1.3 染色体定位和基因结构分析
依据乌拉尔图小麦基因组的数据信息[24], 分析
乌拉尔图小麦 WRKY 转录因子所在的染色体位置,
并通过 MapInspect (http://www.plantbreeding.wur.nl/
uk/software_mapinspect.html)绘制染色体定位图。
根据基因组数据信息 , 获得乌拉尔图小麦
WRKY 转录因子的 DNA 和 CDS 序列, 进一步将其
通过GSDS (Gene Structure Display Server, http://gsds.
902 作 物 学 报 第 41卷


cbi.pku.edu.cn/)分析WRKY转录因子的基因结构[30]。
1.4 非生物胁迫表达分析
1.4.1 材料及其处理 以六倍体小麦 (Triticum
aestivum)栽培种矮抗 58 为试验材料, 挑选饱满一致
的种子, 将其在 0.1% HgCl2溶液中消毒 6 min, 用去
离子水冲洗干净后 , 摆放在铺有滤纸的培养皿中 ,
并在人工智能气候箱(181℃ , 相对湿度 75%5%,
光照 12 h)中培养至第 2片幼叶萌发; 选取长势一致
的幼苗转至 Hoagland 营养液, 分别进行多种胁迫处
理。4℃低温处理 6、12和 24 h后取样; 营养液中分
别加入 5%、10%、15%和 20% PEG模拟干旱胁迫, 处
理 24 h取样; 营养液中分别加入 0.5%、1.0%、1.5%
和 2.0% NaCl进行盐胁迫, 处理 24 h取样; 以正常
生长的幼苗为对照。将各时间点样品的根和叶片组
织迅速置液氮中, 保存在–80℃冰箱待用。
1.4.2 总 RNA 的提取和反转录 采用 TRIzol 试
剂盒(TaKaRa)提取小麦根和叶组织的总 RNA, 并采
用 PrimeScript RT reagent Kit (TaKaRa), 按说明书反
转录合成 cDNA。
1.4.3 引物设计和荧光定量 应用 Oligo6在
WRKY 转录因子非保守结构域设计荧光定量引物
(表1), 由生工生物工程(上海)有限公司合成。反应体
系25 μL, 包括12.5 μL SYBR Green PCR Master
Mix、9.5 μL灭菌水、2 μL cDNA、0.5 μL正向引物、
0.5 μL 反向引物。扩增程序为95℃预变性10 min;
95℃变性10 s, 60℃退火35 s, 72℃延伸35 s, 40个循
环。每个样品3个重复。以18S为对照, 用2–ΔΔCt法计
算相对表达量。

表 1 荧光定量引物及其序列
Table 1 The primers for qRT-PCR
基因
Gene
正向引物序列
Sequence of forward primer (5′–3′)
反向引物序列
Sequence of reverse primer (5′–3′)
TRIUR3_16697 AGGCCGTCAAGAACAACA TATGTGCTCAAAGTTGTCA
TRIUR3_35037 CCAAGACAGCGAATAACAAACCC CGCTTCTTCACGCCGCACT
TRIUR3_21369 CGCCAAGATCGCCGACATCCC TGCTCGCCCTCGTAGGTCAC
TRIUR3_22206 TCCCAGCTCATCATCTAGCAA ACATTTTCAGACTGCGGCTCT
18S TTAGACTTGCGAAGCCAGCA AAATGCCCTTGAGGTTTCCC

2 结果与分析
2.1 乌拉尔图小麦基因组WRKY转录因子的筛选
在拟南芥和水稻中已分别报道了 72条和 103条
WRKY转录因子[4,12], 进一步在 TAIR和 RGAP中下
载拟南芥和水稻 WRKY 转录因子的全长 CDS 和蛋
白序列 , 应用本地 Blast, 将所得拟南芥和水稻
WRKY 转录因子的 CDS 和蛋白序列与乌拉尔图小
麦基因组数据分别进行相似性比对 , 获得相似序
列。调取相似序列全长蛋白 , 进一步经 Pfam 和
SMART验证之后共获得 78条WRKY转录因子, 去
除非全长CDS序列之后, 最终获得 62条乌拉尔图小
麦全长WRKY (TuWRKY)转录因子, 其 CDS长度为
234~2163 bp, 编码蛋白长度在 77~720 个氨基酸之
间, 等电点在 4.84~5.30 之间, 分子量为 17 986.1~
177 827.1 Da (表 2)。
2.2 TuWRKY转录因子进化树和功能分析
为了进一步分析所得 TuWRKY 转录因子的分
子功能, 调取拟南芥、水稻和乌拉尔图小麦 WRKY
转录因子的保守结构域, 应用保守结构域序列构建
进化树。结果显示, 62 条 TuWRKYs 转录因子被分
为 Group I、Group II-a、Group II-b、Group II-c、Group
II-d、Group II-e、Group III-a和 Group III-b共 8个
亚族中, 其中 Group I、Group II和 Group III分别包
含 12、37和 13条 TuWRKY转录因子(图 1)。
通过分析查找拟南芥和水稻 WRKY 转录因子
的分子功能, 发现 OsWRKY12、22、51、53 以及
AtWRKY40、47、58与植物抗病、防御等生物胁迫
应答响应有关; OsWRKY72以及 AtWRKY23、50、
51、55、75与生长素、脱落酸等激素信号转导途径
相关; OsWRKY11、90以及 AtWRKY21、33、34与
植物耐盐、抗旱等非生物胁迫应答响应相关。根据
TuWRKY转录因子所属进化树位置, 推断 TuWRKY
转录因子 TRIUR3_02376、06407、16802、23877、
27575、28409、28514 可能与生物胁迫密切相关 ;
TuWRKY转录因子 TRIUR3_06231、16697、23179、
29978 可能参与到激素信号转导、激素调控等生物
学途径之中; TuWRKY 转录因子 TRIUR3_21369、
22206、24481、35037 可能与植物对非生物胁迫应
答途径密切相关。
第 6期 马建辉等: 乌拉尔图小麦 WRKY转录因子的筛选与分析 903


表 2 本研究所用 62个 TuWRKY转录因子基本信息
Table 2 Details of 62 TuWRKYs used in this study
基因
Gene
CDS长度
CDS length (bp)
蛋白长度
Protein length
等电点
pI
分子量
Mw (Da)
基因
Gene
CDS长度
CDS length (bp)
蛋白长度
Protein length
等电点
pI
分子量
Mw (Da)
TRIUR3_06407 654 217 5.08 51791.3 TRIUR3_23069 513 170 5.13 42083.6
TRIUR3_22128 912 303 5.01 74032.7 TRIUR3_28532 813 270 5.06 65121.0
TRIUR3_03769 1410 469 4.92 115935.4 TRIUR3_20596 1032 343 5.03 83209.7
TRIUR3_01979 501 166 5.11 41074.5 TRIUR3_13752 1920 639 4.88 157329.6
TRIUR3_10994 930 309 5.02 75432.1 TRIUR3_23877 585 194 5.11 46914.6
TRIUR3_10995 627 208 5.10 50696.8 TRIUR3_31683 645 214 5.07 52503.3
TRIUR3_22206 2163 720 4.90 177827.1 TRIUR3_18951 525 174 5.13 42207.1
TRIUR3_17401 1227 408 4.94 100384.8 TRIUR3_16802 924 307 5.03 73916.3
TRIUR3_21738 672 223 5.10 54193.6 TRIUR3_16803 1038 345 5.00 82866.4
TRIUR3_27575 768 255 5.07 62460.9 TRIUR3_16804 552 183 5.15 44720.6
TRIUR3_29978 591 196 5.09 48569.0 TRIUR3_26868 546 181 5.14 43631.6
TRIUR3_03043 1836 611 4.87 150613.1 TRIUR3_25300 1137 378 4.98 93275.8
TRIUR3_05298 993 330 4.99 80567.5 TRIUR3_22321 1527 508 4.93 121583.0
TRIUR3_23179 597 198 5.11 48971.0 TRIUR3_12546 927 308 5.04 74896.0
TRIUR3_06813 1053 350 5.00 86217.2 TRIUR3_07596 669 222 5.08 54081.0
TRIUR3_27317 843 280 5.12 68393.3 TRIUR3_33327 1023 340 5.00 81562.3
TRIUR3_32723 486 161 5.20 37884.0 TRIUR3_34281 804 267 5.04 64820.4
TRIUR3_31607 1911 636 4.87 155671.4 TRIUR3_09462 1809 602 4.91 149921.2
TRIUR3_35037 1038 345 4.98 85170.4 TRIUR3_24481 1926 641 4.91 158000.9
TRIUR3_24639 1125 374 5.00 88724.9 TRIUR3_21018 1068 355 5.07 86118.2
TRIUR3_17462 1689 562 4.88 136386.2 TRIUR3_22178 579 192 5.11 46948.8
TRIUR3_20325 1656 551 4.88 135985.1 TRIUR3_24021 615 204 5.10 49934.2
TRIUR3_28055 234 77 5.30 17986.1 TRIUR3_04352 885 294 5.01 71832.0
TRIUR3_10262 702 233 5.08 56991.0 TRIUR3_33054 888 295 4.99 73806.0
TRIUR3_28514 1197 398 5.03 97342.2 TRIUR3_17960 834 277 5.05 68165.8
TRIUR3_06231 621 206 5.10 51626.2 TRIUR3_24321 528 175 5.13 42438.5
TRIUR3_28158 1299 432 4.95 105503.6 TRIUR3_30416 1026 341 5.00 83231.2
TRIUR3_25260 405 134 5.21 32283.3 TRIUR3_33662 339 112 5.27 26959.1
TRIUR3_21369 468 155 5.14 37663.2 TRIUR3_02376 1146 381 4.96 93838.2
TRIUR3_16697 288 95 5.26 23408.7 TRIUR3_29889 876 291 5.02 71097.7
TRIUR3_28409 1164 387 4.96 94838.9 TRIUR3_09883 1584 527 4.99 129570.3
pI: isoelectric point; MW: molecular weight.

2.3 TuWRKY转录因子内含子-外显子结构分析
利用 GSDS 在线工具, 对 62 条 TuWRKY 转录
因子的 DNA序列及其 CDS序列进行基因结构分析,
发现大部分 TuWRKY转录因子具有 2、3或 4个内
含子, 此外有 3条 TuWRKY转录因子分别具有 0、5
和 6个内含子, 也有少数 TuWRKY转录因子具有 8
或 9 个内含子(图 2)。综合分析不同亚族 TuWRKY
转录因子的基因结构, 发现每个亚族 TuWRKY 转
录因子的基因结构相对保守 , 但其亚族内部基因
结构也存在一定的差异。Group I中 TuWRKY转录
因子的基因结构差异相对较大 , 其中分别有 3 条
TuWRKY转录因子具有 2、3和 5个内含子, 1条具
有 4个内含子, 2条具有 8个内含子。其他亚族中,
大部分 TuWRKY转录因子具有 4个以下的内含子,
904 作 物 学 报 第 41卷


但也有部分亚族内有少数 TuWRKY 转录因子具有
9个或 6个内含子。由此说明, 在物种进化过程中,
植物为了适应复杂的环境变化形成了内含子的多
样性。
2.4 染色体定位和基因复制分析
根据乌拉尔图小麦基因组测序数据, 查找每个
TuWRKY 转录因子所属染色体骨架在染色体中的
位置, 结果显示, 只有 14 条能被准确地定位到染色
体上, 1~5A染色体上分别有 6、1、4、1和 2条(图
3)。在 1A染色体底部有一个高密度 TuWRKY转录
因子局域, 进一步根据 Hulob等[31]筛选基因簇标准,
发现在 1A染色体底部和 3A染色体底部各有一个基
因簇, 分别是 TRIUR3_10994、10995 和 TRIUR3_
27575、17401。
根据 Wei 等 [ 2 7 ]分析基因复制所选参数分析
TuWRKY 转录因子, 发现只有 2 对 TuWRKY 转录
因子 ( T R I U R 3 _ 1 8 9 5 1 和 T R I U R 3 _ 1 0 9 9 5 ;
TRIUR3_16802 和 TRIUR3_16803)发生了基因复制,
其中 TRIUR3_16802 和 TRIUR3_16803 位于同一个
染色体骨架中发生了串联复制。2 对基因的复制年
限显示, TRIUR3_16802 和 TRIUR3_16803 在 54 百
万年前 (million years ago, Mya)发生基因复制 ;

图 1 不同物种 TuWRKY的进化树分析
Fig. 1 Phylogenetic tree of TuWRKYs from different species
采用邻比法构建乌拉尔图小麦、水稻、拟南芥 WRKY转录因子的进化树, 用不同的颜色区分亚族。
Phylogenetic tree of the WRKY transcription factors from Aegilops tauschii, rice, and Arabidopsis was constructed using the neighbor-joining
method. The subgroups of the WRKY transcription factors are distinguished with different colors.

第 6期 马建辉等: 乌拉尔图小麦 WRKY转录因子的筛选与分析 905



图 2 62个 TuWRKY转录因子内含子–外显子结构
Fig. 2 Intron–exon structures of 62 TuWRKY transcription factors

906 作 物 学 报 第 41卷


表 3 TuWRKY基因复制分析
Table 3 Analysis of TuWRKY gene duplication
基因对
Gene pairs
Ks Ka Ka/Ks
纯化选择
Purifying selection
复制时间
Duplicated time (Mya)
复制类型
Duplicate type
TRIUR3_16802/TRIUR3_16803 0.7036 0.0997 0.1416 是 Yes 54 串联复制 Tandem duplication
TRIUR3_18951/ TRIUR3_10995 0.3065 0.1382 0.4510 是 Yes 24 不确定 Unsure
Mya: 百万年前。Mya: million years ago.

图 3 TuWRKY转录因子的染色体定位分析
Fig. 3 Chromosome location analysis of TuWRKY transcription factors

TRIUR3_18951和 TRIUR3_10995在24 Mya 发生基
因复制。Ka/Ks 比值是反映基因复制发生正向或纯
化选择的一个指标 , 当其比值大于1时表明基因在
复制过程中发生了正向选择 , 当其比值小于1时表
明基因在复制过程中发生了纯化选择 [32]。分析发
现2对复制基因的 Ka/Ks 比值均小于1 (表3), 说明
2对基因在复制过程中有害变异被净化 , 从而保持
了基因的功能。
2.5 非生物胁迫 TuWRKY 转录因子的表达模式
分析
选取 4条与非生物胁迫或 ABA有关的 TuWRKY
转录因子, 验证其在不同程度低温、盐、干旱胁迫
的小麦幼苗根和叶片组织中的表达模式。在低温胁
迫下, TRIUR3_21369在小麦幼苗的根组织中显著上
调表达, TRIUR3_16697、35037 在小麦幼苗的根和
叶片组织中均显著上调表达; 在盐胁迫下, TRIUR3_
16697、22206在小麦幼苗的根组织中显著上调表达,
TRIUR3_35037 在小麦幼苗的根和叶片组织中均显
著上调表达; 在干旱胁迫下, TRIUR3_35037在小麦
幼苗的叶片组织中显著上调表达, TRIUR3_16697在
小麦幼苗的根和叶片组织中均显著上调表达(图 4)。
结果表明, 这 4条WRKY转录因子均与非生物胁迫
密切相关。
3 讨论
WRKY 转录因子是一类重要的调控因子, 广泛
参与植物对非生物胁迫、生物胁迫的应答响应以及
激素信号转导等各种生命活动, 并在其他许多物种
中进行了深入的挖掘分析。Wu等[33]首次在小麦中克
隆了 15 条小麦 WRKY 转录因子的 cDNA 序列, 并
第 6期 马建辉等: 乌拉尔图小麦 WRKY转录因子的筛选与分析 907



图 4 4条非生物胁迫相关 TuWRKY转录因子的荧光定量表达分析
Fig. 4 qRT-PCR analysis of four abiotic-related TuWRKY transcription factors

对其进行了的表达模式分析 , 随后 Niu 等 [23]以
WRKY转录因子的保守结构域为参照与小麦的 EST
进行 Blast 比对, 并将相似序列拼接共获得 43 条小
麦 WRKY转录因子。综合他们的研究结果, 相对小
麦庞大的基因组数据来说, 小麦WRKY转录因子的
挖掘工作还远远不够。我们也进一步以拟南芥和水
稻WRKY转录因子的CDS和蛋白序列为参照, 与小
麦现有的EST和mRNA数据进行Blast比对分析, 共
908 作 物 学 报 第 41卷


发现 76条小麦 WRKY转录因子, 其中只有 40条具
有全长 CDS 序列, 与其他物种相比小麦现已发现的
WRKY转录因子的数量相对较少。
本研究第一次以最新测序完成的乌拉尔图小麦
基因组数据为资源, 筛选到 62 条全长 WRKY 转录
因子, 通过对其保守结构域分析发现, 其中 11 条基
因具有两个 WRKY 保守结构域, 并且均属于 Group
I , 与拟南芥和大豆等物种相似 [ 4 , 1 7 ] , 但分析
OsWRKY 转录因子发现具有 2 个 WRKY 保守结构
域的 OsWRKY61和 OsWRKY63属 Group II-e, 表明
Group I与 Group II-e的 WRKY转录因子较为接近。
染色体定位信息是通过分析基因所属染色体骨架所
在的染色体位置而获得的, 但通过分析发现许多单
一的染色体骨架被定位到不同的染色体上[24], 例如
scaffold81850 被分别定位到 1AS 和 3AL 上, 这也使
得仅有少数染色体骨架能被准确地定位到染色体上。
为了进一步验证所得 WRKY 转录因子的是否
为新发现基因, 我们进一步将所得转录因子序列与
小麦已知的全长WRKY转录因子进行比对分析, 发
现其中仅有 7 条 TuWRKY 转录因子与小麦已知
WRKY转录因子的覆盖度、相似度均达到 90%以上,
表明本研究所分析序列大部分为新发现的 WRKY
转录因子, 可将其进一步在小麦中进行克隆分析验
证。同时, 本研究通过对 TRIUR3_16697 等 4 条非
生物胁迫相关 WRKY 转录因子的荧光定量分析发
现, TRIUR3_16697 和 TRIUR3_35037 在不同非生物
胁迫下均能被诱导而上调表达, 表明其与非生物胁迫
密切相关, 有进一步开展功能验证的价值。
4 结论
系统分析了小麦 A 染色体组供体乌拉尔图小
麦基因组数据中的 WRKY 转录因子, 获得 62 条全
长 TuWRKY 转录因子, 其中 55 条为新发现序列,
筛选到 2 条与非生物胁迫密切相关的 TuWRKY 转
录因子。
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