坛紫菜RWP-RK基因家族的全基因组鉴定及在配子发生中的调控机制解析

来自国内的研究人员通过生物信息学方法筛选鉴定了坛紫菜(Pyropia haitanensis)的RWP-RK转录因子家族，发现雌性基因组含5个基因(PhRWP1-5F)，雄性含4个(PhRWP1-4M)，其中PhRWP5F为雌性特异基因。qRT-PCR证实PhRWP4F/M和PhRWP5F分别与精原细胞(spermatia)和果胞(carpogonia)形成显著相关，为揭示红藻性成熟调控机制提供新见解。

　　

作为植物特有的转录因子家族，RWP-RK蛋白在维管植物、苔藓和绿藻中调控性别决定、配子发生和氮响应等关键过程。然而，红藻门代表物种坛紫菜(Pyropia haitanensis)的RWP-RK基因功能仍属未知。最新研究通过全基因组筛查发现，坛紫菜雌性个体携带5个RWP-RK基因(PhRWP1-5^F)，雄性个体则含4个(PhRWP1-4^M)，其中PhRWP5^F展现出雌性特异性表达特征。

生物信息学分析显示，所有坛紫菜RWP-RK蛋白均含有典型RWP-RK结构域，但缺失PB1结构域，属于RKD亚家族成员。亚细胞定位预测表明这些蛋白主要定位于细胞核。qRT-PCR动态监测发现，雌性特异基因PhRWP5^F的表达量随果胞(carpogonia)发育持续升高，而PhRWP4^F/M在精原细胞(spermatia)形成过程中呈现渐进式上调。值得注意的是，PhRWP3^F/M在所有发育阶段均无显著表达(Ct值>35)，PhRWP1-2^F/M虽在两性中均有表达但未显示发育相关性。

该研究首次揭示红藻RWP-RK基因的性别二态性表达模式，特别是PhRWP4的双性别调控功能和PhRWP5的雌性特异性功能，为解析藻类配子发生的分子开关机制提供了重要线索。这些发现不仅拓展了对植物RWP-RK家族进化认知，更为经济藻类人工育种提供了潜在分子靶标。