棉花中抗坏血酸过氧化物酶（APX）基因家族的全基因组鉴定与功能注释：其在色素腺体内活性氧（ROS）稳态中的潜在作用

《Planta》：Genome-wide identification and functional annotation of the ascorbate peroxidase (APX) gene family in cotton: putative roles in reactive oxygen species (ROS) homeostasis within pigment glands

棉花生长期APX基因表达与ROS水平动态相关，调控色素腺发育和抗逆反应。通过基因表达谱和功能验证发现，APX家族成员在多棉种中呈现差异表达，其调控网络与GhMYC2-like介导的PCD进程协同作用，维持ROS稳态平衡

　　

摘要

主要结论

在四种棉属（Gossypium）物种中，APX基因的表达与活性氧（ROS）的水平之间存在关联，这两者共同参与棉花色素腺的发育及非生物胁迫响应。

摘要

抗坏血酸过氧化物酶（APXs）是一类重要的抗氧化酶，在植物对环境胁迫的响应以及发育过程的调控中发挥着关键作用。棉花的色素腺是通过程序性细胞死亡（PCD）形成的特化结构，而这一过程与活性氧（ROS）的积累密切相关。尽管APXs在维持ROS平衡方面具有明确的功能，并且已知ROS参与了色素腺的发育，但APXs与这些腺体内部ROS之间的具体相互作用仍大多尚未被阐明。本研究采用生物信息学方法系统地分析了多种棉花品种中的APX基因。表达谱分析显示，APX基因在面对环境胁迫以及过氧化氢（H₂O₂）处理时表现出上调或下调的响应，这表明APXs可能在调节ROS水平方面具有双重功能。在含有色素腺的棉花中观察到ROS的显著积累，而在无色素腺的棉花中则几乎检测不到ROS。比较分析表明，大多数APX基因在含有色素腺的棉花植株中的表达水平更高。功能验证实验表明，过表达和敲低GhMYC2-like（一种参与色素腺形成的关键调控因子）分别诱导和抑制了六个APX基因的表达。这些发现表明，APX家族成员是调控棉花色素腺形成网络中的重要组成部分。本研究不仅为理解APXs在棉花生物学中的作用提供了新的见解，也为未来研究其与ROS介导的生理过程相关功能奠定了坚实的基础。