园艺学报 ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (4): 1143-1156.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2025-0407
• 遗传育种 · 种质资源 · 分子生物学 • 上一篇 下一篇
王荣花, 刘栓桃, 赵智中, 李巧云, 许念芳, 张志刚, 王树彬*(
)
收稿日期:2025-05-09
修回日期:2025-09-08
出版日期:2026-04-25
发布日期:2026-04-20
通讯作者:
基金资助:
WANG Ronghua, LIU Shuantao, ZHAO Zhizhong, LI Qiaoyun, XU Nianfang, ZHANG Zhigang, WANG Shubin*(
)
Received:2025-05-09
Revised:2025-09-08
Published:2026-04-25
Online:2026-04-20
摘要: 蜡酯合成酶(WSD)是催化长链脂肪酸与脂肪醇酯化反应合成蜡酯的关键酶。蜡酯含量增加有助于提高植物的耐旱性。基于生物信息学手段对大白菜WSD家族成员进行全基因组鉴定及染色体定位、蛋白质理化性质、基因结构、蛋白保守域结构、共线性关系、启动子顺式作用元件、组织特异性表达和在干旱胁迫下的表达模式等进行分析。结果鉴定到18个WSD基因成员,分成4个亚族,不均匀地分布在7条染色体上。WSD氨基酸长度和分子量的范围分别为415 ~ 554 和46.57 ~ 62.86 kD。基因结构分析发现WSD结构较为保守。WSD中存在3对串联复制基因和6对片段复制基因,共线性分析表明BrWSD1、BrWSD4、BrWSD8、BrWSD16、BrWSD17和BrWSD18共6个家族成员与拟南芥共线性的WSD基因发生三倍化,BrWSD3和BrWSD7共2个家族成员发生了两倍化。基于同源性比较和比较转录组分析,筛选到BrWSD1和BrWSD9两个候选基因可能参与大白菜干旱胁迫响应。
王荣花, 刘栓桃, 赵智中, 李巧云, 许念芳, 张志刚, 王树彬. 大白菜WSD基因家族鉴定及其在干旱胁迫下蜡粉近等基因系中的表达[J]. 园艺学报, 2026, 53(4): 1143-1156.
WANG Ronghua, LIU Shuantao, ZHAO Zhizhong, LI Qiaoyun, XU Nianfang, ZHANG Zhigang, WANG Shubin. Identification of the WSD Family Gene in Chinese Cabbage and Expression Analysis Under Drought Stress in Waxy Near-Isogenic Lines[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2026, 53(4): 1143-1156.
| 基因名称Gene | 正向引物(5′-3′)Forward primer sequence | 反向引物(5′-3′)Reverse primer sequence |
|---|---|---|
| BrWSD1 | GCGTAAAACATCGAACCCCG | CACCTCTTGAACCGGCCTTT |
| BrWSD6 | TTGGTCGCTCAACAGTCGTA | ACAATGAGCGCCTGTGGAAA |
| BrWSD8 | CACGGCTGTTCAATTCTCCG | TGCTGGAAAAGCGAGGATGA |
| BrWSD9 | AGCTGTGGCTAGGTTTCACC | ATGCCTCGAGATCGCATGTT |
| BrWSD14 | TTAGCGGTCGATGCAACTGT | TCGTAGAACATCTTGGCCGC |
| BrWSD15 | TCATGAGCTCGACACACGAG | GGCTGAGTCTTCGGGCTATC |
| G6PD | GGGTATGCCAGGACTAAGCTC | GAATCATAAGGGCCACTCACAT |
表1 用于qRT-PCR分析的引物序列
Table 1 Primer sequences for qRT-PCR analysis
| 基因名称Gene | 正向引物(5′-3′)Forward primer sequence | 反向引物(5′-3′)Reverse primer sequence |
|---|---|---|
| BrWSD1 | GCGTAAAACATCGAACCCCG | CACCTCTTGAACCGGCCTTT |
| BrWSD6 | TTGGTCGCTCAACAGTCGTA | ACAATGAGCGCCTGTGGAAA |
| BrWSD8 | CACGGCTGTTCAATTCTCCG | TGCTGGAAAAGCGAGGATGA |
| BrWSD9 | AGCTGTGGCTAGGTTTCACC | ATGCCTCGAGATCGCATGTT |
| BrWSD14 | TTAGCGGTCGATGCAACTGT | TCGTAGAACATCTTGGCCGC |
| BrWSD15 | TCATGAGCTCGACACACGAG | GGCTGAGTCTTCGGGCTATC |
| G6PD | GGGTATGCCAGGACTAAGCTC | GAATCATAAGGGCCACTCACAT |
| 基因 ID Gene ID | 基因名称 Gene name | 氨基酸数 No. of amino acids | 分子量/kD Molecular weight | 等电点 pI | 不稳定系数 Instability index | 脂肪族氨基酸指数 Aliphatic index | 平均亲水系数 GRAVY | 亚细胞定位 Subcellular localization |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BraA01g024150 | BrWSD1 | 511 | 57.93 | 9.15 | 43.60 | 93.48 | -0.221 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA01g024160 | BrWSD2 | 484 | 54.76 | 8.42 | 53.67 | 92.85 | -0.165 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA02g004570 | BrWSD3 | 467 | 52.32 | 9.04 | 44.20 | 97.69 | -0.032 | 质膜 Plasma membrane |
| BraA02g015030 | BrWSD4 | 482 | 54.48 | 9.17 | 37.41 | 98.03 | -0.043 | 质膜 Plasma membrane |
| BraA02g021490 | BrWSD5 | 477 | 53.47 | 8.71 | 43.47 | 101.13 | 0.105 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA02g021510 | BrWSD6 | 478 | 53.73 | 8.33 | 45.92 | 105.75 | 0.110 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA03g005460 | BrWSD7 | 474 | 53.30 | 8.96 | 37.91 | 89.45 | -0.184 | 叶绿体 Chloroplast |
| BraA03g014460 | BrWSD8 | 490 | 55.38 | 9.27 | 34.21 | 98.39 | -0.009 | 质膜 Plasma membrane |
| BraA03g018490 | BrWSD9 | 418 | 46.72 | 8.01 | 36.77 | 102.54 | 0.178 | 叶绿体 Chloroplast |
| BraA03g020550 | BrWSD10 | 484 | 54.34 | 8.97 | 30.38 | 95.39 | -0.068 | 叶绿体 Chloroplast |
| BraA03g020560 | BrWSD11 | 476 | 53.94 | 9.08 | 30.01 | 97.00 | -0.020 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA03g066590 | BrWSD12 | 479 | 53.46 | 7.67 | 35.73 | 100.71 | 0.062 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA04g016040 | BrWSD13 | 460 | 51.16 | 8.82 | 35.87 | 100.48 | 0.038 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA04g031560 | BrWSD14 | 418 | 47.14 | 6.43 | 50.12 | 86.89 | -0.261 | 叶绿体 Chloroplast |
| BraA05g015270 | BrWSD15 | 543 | 61.54 | 9.46 | 37.74 | 92.49 | -0.137 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA06g018340 | BrWSD16 | 554 | 62.86 | 9.58 | 41.22 | 94.46 | -0.225 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA06g025960 | BrWSD17 | 415 | 46.57 | 6.74 | 42.54 | 90.70 | -0.275 | 细胞核 Nuclear |
| BraA10g011970 | BrWSD18 | 461 | 50.79 | 7.72 | 40.58 | 109.76 | 0.068 | 质膜 Plasma membrane |
表2 大白菜WSD蛋白理化性质及亚细胞定位预测
Table 2 Physicochemical properties and subcellular localization prediction of WSD proteins in Brassica rapa
| 基因 ID Gene ID | 基因名称 Gene name | 氨基酸数 No. of amino acids | 分子量/kD Molecular weight | 等电点 pI | 不稳定系数 Instability index | 脂肪族氨基酸指数 Aliphatic index | 平均亲水系数 GRAVY | 亚细胞定位 Subcellular localization |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BraA01g024150 | BrWSD1 | 511 | 57.93 | 9.15 | 43.60 | 93.48 | -0.221 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA01g024160 | BrWSD2 | 484 | 54.76 | 8.42 | 53.67 | 92.85 | -0.165 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA02g004570 | BrWSD3 | 467 | 52.32 | 9.04 | 44.20 | 97.69 | -0.032 | 质膜 Plasma membrane |
| BraA02g015030 | BrWSD4 | 482 | 54.48 | 9.17 | 37.41 | 98.03 | -0.043 | 质膜 Plasma membrane |
| BraA02g021490 | BrWSD5 | 477 | 53.47 | 8.71 | 43.47 | 101.13 | 0.105 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA02g021510 | BrWSD6 | 478 | 53.73 | 8.33 | 45.92 | 105.75 | 0.110 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA03g005460 | BrWSD7 | 474 | 53.30 | 8.96 | 37.91 | 89.45 | -0.184 | 叶绿体 Chloroplast |
| BraA03g014460 | BrWSD8 | 490 | 55.38 | 9.27 | 34.21 | 98.39 | -0.009 | 质膜 Plasma membrane |
| BraA03g018490 | BrWSD9 | 418 | 46.72 | 8.01 | 36.77 | 102.54 | 0.178 | 叶绿体 Chloroplast |
| BraA03g020550 | BrWSD10 | 484 | 54.34 | 8.97 | 30.38 | 95.39 | -0.068 | 叶绿体 Chloroplast |
| BraA03g020560 | BrWSD11 | 476 | 53.94 | 9.08 | 30.01 | 97.00 | -0.020 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA03g066590 | BrWSD12 | 479 | 53.46 | 7.67 | 35.73 | 100.71 | 0.062 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA04g016040 | BrWSD13 | 460 | 51.16 | 8.82 | 35.87 | 100.48 | 0.038 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA04g031560 | BrWSD14 | 418 | 47.14 | 6.43 | 50.12 | 86.89 | -0.261 | 叶绿体 Chloroplast |
| BraA05g015270 | BrWSD15 | 543 | 61.54 | 9.46 | 37.74 | 92.49 | -0.137 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA06g018340 | BrWSD16 | 554 | 62.86 | 9.58 | 41.22 | 94.46 | -0.225 | 细胞质 Cytoplasm |
| BraA06g025960 | BrWSD17 | 415 | 46.57 | 6.74 | 42.54 | 90.70 | -0.275 | 细胞核 Nuclear |
| BraA10g011970 | BrWSD18 | 461 | 50.79 | 7.72 | 40.58 | 109.76 | 0.068 | 质膜 Plasma membrane |
图2 大白菜WSD家族蛋白保守基序(A)和基因外显子/内含子结构的分布(B)
Fig. 2 Distribution of conserved motifs(A)and exon/intron structures in the WSD gene family of Brassica rapa(B)
图3 大白菜WSD蛋白Motif1氨基酸序列比对结果 红色框为保守活性位点
Fig. 3 Motif1 amino acid sequence of WSD proteins in Brassica rapa The red box indicates the conserved active site
图4 大白菜WSD基因与拟南芥、甘蓝、油菜的蛋白系统进化树分析 数字代表该分支在统计上的可信度
Fig. 4 Phylogenetic tree analysis of WSD proteins in Brassica rapa,Arabidopsis thaliana,Brassica oleracea and Brassica napus The numbers represent the statistical confidence of the branch
图6 大白菜与拟南芥(A)和大白菜与甘蓝、油菜(B)WSD家族基因共线性分析
Fig. 6 Synteny analysis of WSD family genes across Brassica rapa and Arabidopsis thaliana(A),Brassica rapa and Brassica oleracea/Brassica napus(B)
图9 干旱胁迫下大白菜蜡质近等基因系WSD基因的表达分析 不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05,n = 3)
Fig. 9 WSD genes expression analysis in Brassica rapa waxy near isogenic lines under drought stress Different lowercase letters indicate significant differences among different treatments(P < 0.05,n = 3)
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