杜鹃花bZIP转录因子家族全基因组鉴定及其在非生物胁迫响应中的关键作用解析

本研究针对杜鹃花(Rhododendron delavayi)中bZIP转录因子家族功能未知的问题，通过全基因组鉴定、系统发育分析和胁迫响应实验，首次鉴定出59个RdbZIP基因，揭示其通过ABA信号通路调控盐旱胁迫响应的分子机制，为高山植物适应性育种提供新靶点。

　　

在高山生态系统中，杜鹃花(Rhododendron delavayi)作为重要的观赏兼药用植物，正面临日益加剧的干旱和盐碱胁迫威胁。尽管bZIP（碱性亮氨酸拉链）转录因子在植物逆境响应中扮演核心角色，但这一关键基因家族在杜鹃花中的组成与功能仍属空白。贵州大学与贵州师范大学联合团队在《BMC Plant Biology》发表的研究，首次系统解析了杜鹃花bZIP家族的全景特征及其胁迫响应机制。

研究采用生物信息学与实验验证相结合的策略：基于杜鹃花基因组数据，通过HMMER和BLASTp鉴定家族成员；利用MEGA11构建系统发育树；运用MEME分析保守基序；通过PlantCARE预测顺式作用元件；结合转录组数据和qRT-PCR（实时定量PCR）验证基因表达模式。实验材料来自贵州百里杜鹃自然保护区，经150 mM NaCl和20% PEG 6000模拟盐旱胁迫处理。

研究结果揭示：

1. 基因组鉴定与分类：共鉴定59个RdbZIP基因，分为13个亚家族，其中亚家族S（10个成员）和A（10个成员）最为庞大。染色体定位显示基因分布不均，染色体07携带最多成员（10个）。
2. 进化特征：共检测到20个复制事件，包括17个片段复制和3个串联复制。Ka/Ks分析表明RdbZIP30/31可能经历正向选择，其余基因受纯化选择压力。
3. 结构特征：所有成员均含Motif 1（DNA结合域），亚家族特异性基序如亚家族A特有的Motif 14（ABA响应元件）。基因内含子数量差异显著（0-22个），反映功能分化。
4. 顺式元件分析：启动子区含1544个调控元件，89.83%基因携带ABRE（脱落酸响应元件）、ARE（厌氧响应元件）等胁迫相关元件。
5. 表达模式：组织特异性表达显示生殖器官高表达，而叶片表达普遍较低。盐旱胁迫下，RdbZIP47等11个基因显著上调，呈现时间依赖性响应，其中RdbZIP47在盐旱胁迫中表现相反表达趋势。

结论与意义：
该研究首次绘制了杜鹃花bZIP转录因子家族的分子图谱，证实RdbZIP通过ABA信号通路参与非生物胁迫响应。特别值得注意的是，亚家族A和S成员在胁迫响应中高度活跃，而RdbZIP47的双向调控模式暗示其可能充当环境信号整合枢纽。这些发现不仅填补了高山木本植物转录调控网络的空白，更为杜鹃花抗逆育种提供了关键靶点基因。未来研究可聚焦RdbZIP47等候选基因的遗传转化验证，以及其与CAMTA等已知胁迫通路的互作机制，为应对气候变化下的植物适应性改良提供新思路。