西番蓮HSF基因家族的全基因組鑒定及成花期對高溫脅迫的響應

摘""要：熱激轉錄因子（heat"shock"transcription"factor，"HSF）是重要的調節因子，在植物響應高溫脅迫中發揮重要作用。高溫脅迫對西番蓮成花造成了嚴重的負面影響，因此研究HSF調控西番蓮耐熱性的意義重大。本研究利用生物信息學技術在西番蓮基因組上鑒定了26個熱激轉錄因子基因，分別命名為PeHSF1～PeHSF26。西番蓮HSF基因編碼蛋白長度為100～1589個氨基酸，分子量為11"544.9～177"157.8"g/mol，理論等電點為4.25～10.80。西番蓮26個HSF基因分布在第1、4、5、6、7、8和9染色體上，分為10個亞群。西番蓮全基因組復制事件分析結果表明，ZX01G0033270、ZX01G0052790和ZX01G0052980等5個HSF基因位于重復片段內。西番蓮HSF基因有1～12個內含子和2～13個外顯子，都包含HSF-DNA結合結構域。利用RNA-seq分析黃果原生種與金陵紫果HSF基因對高溫環境的響應，發現ZX01G0002530、ZX01G0052790和ZX01G0121040等基因在花蕾中表達量差異顯著，并通過RT-qPCR驗證候選HSF基因表達水平。綜合分析，推測西番蓮響應高溫脅迫的最理想的候選HSF基因為ZX01G0121040。這些結果有助于了解HSF在西番蓮成花期響應高溫脅迫過程中的功能，為西番蓮耐高溫的遺傳改良提供重要基因資源和理論依據。

關鍵詞：西番蓮；高溫脅迫；熱激轉錄因子；同源基因；成花；轉錄組測序；候選基因中圖分類號：Q945.78；S667.9""""""文獻標志碼：A

Genome-wide"Identification"of"HSF"Gene"Family"and"Their"Response"to"Hot"Ambient"Temperature"During"Flower"Development"in"Passion"Fruit"（Passiflora"edulis）

WU"Yanyan1*，"LIU"Jieyun1，"ZHOU"Junniu1，"TIAN"Qinglan1，"HUANG"Weihua1，"ZHU"Chenli2，"MOU"Haifei1*

1."Biotechnology"Research"Institute，"Guangxi"Academy"of"Agricultural"Sciences，"Nanning，"Guangxi"530007，"China;"2."Guangxi"Academy"of"Agricultural"Sciences，"Nanning，"Guangxi"530007，"China

Abstract："Heat"shock"transcription"factor"（HSF）"is"an"important"regulatory"factor"that"plays"a"crucial"role"in"plant"response"to"hot"ambient"temperature"（HAT）."High"temperature"stress"has"a"serious"negative"impact"on"the"flowering"of"passion"fruit，"therefore，"studying"the"regulation"of"heat"tolerance"by"HSF"in"passion"fruit"is"of"great"significance."In"this"study，"we"identified"26"HSF"genes"on"the"genome"of"passion"fruit"using"bioinformatics"technology，"named"PeHSF1-"PeHSF26."The"genes"could"encode"proteins"of"100-1589"amino"acids，"with"molecular"weight"11"544.9-177"157.8"g/mol，"and"a"theoretical"isoelectric"point"of"4.25-10.80."The"26"genes"were"distributed"on"chromosomes"1，"4，"5，"6，"7，"8"and"9，"and"were"divided"into"10"subpopulations."The"analysis"of"the"whole"genome"replication"event"showed"that"ZX01G0033270，"ZX01G0052790"and"ZX01G0052980"were"located"within"the"genome"duplications."The"genes"contained"1-12"introns"and"2-13"exons，"all"contained"HSF-DNA"binding"domains."RNA-seq"analysis"of"Huangguo"original"species"and"Jinlingziguo"HSF"genes"to"HAT"revealed"that"there"were"significant"differences"in"the"expression"levels"of"genes，"including"ZX01G0002530，"ZX01G0052790"and"ZX01G0121040"in"flower"buds."The"expression"levels"of"candidate"HSF"genes"were"validated"by"RT-qPCR."Based"on"comprehensive"analysis，"it"is"supposed"that"the"most"ideal"candidate"HSF"gene"for"passion"flower"response"to"high"temperature"stress"was"ZX01G0121040."The"results"would"contribute"to"understand"the"function"of"HSF"in"response"to"high"temperature"stress"during"the"flowering"of"passion"fruit，"and"provide"important"genetic"resources"and"theoretical"basis"for"genetic"improvement"of"passion"fruit.

Keywords："passion"fruit;"hot"ambient"temperature;"heat"shock"factor;"orthologous"gene;"flowering;"RNA"sequencing;"candidate"gene

DOI："10.3969/j.issn.1000-2561.2025.04.004

栽培種西番蓮（又名百香果）為草質藤本植物，其果實具有芳香氣味，且富含糖類、維生素及鈣、鐵、鋅等礦物質元素，營養價值極高，深受消費者青睞。溫度是影響植物生長、發育的重要外界因素之一。NAVE等[1]研究表明在長日照條件下西番蓮品種Passion"Dream（黃果西番蓮與紫果西番蓮的雜交種）成花最佳溫度為22"℃/"16"℃（日/夜），溫度高于28"℃環境下任何光周期改變都不會觀察到西番蓮成花。這表明西番蓮成花期對高溫環境的耐受性較差，從而造成減產，是影響西番蓮生產的重要問題。

熱激轉錄因子（heat"shock"transcription"factor，"HSF）是一類調控植物熱激反應的轉錄因子。熱激轉錄因子基因序列由5個部分組成：（i）DNA結合區域DBD；（ii）寡聚化結構域OD；（iii）核定位信號NLS；（iv）核輸出信號NES；（v）C末端激活結構域AHA[2]，其中DBD是所有結構域中最保守的區域，能夠識別熱反應基因啟動子的順式元件[3]。PELHAM等[4]首次在酵母中鑒定了熱激轉錄因子。隨著多個物種高質量參考基因組公布，研究人員已經在擬南芥（21）、水稻（25）、番茄（26）、甘藍（52）、辣椒（25）、胡蘿卜（35）、葡萄（19）、柑橘（18）、蘋果（23）、草莓（17）、楊樹（31）、大豆（52）、高粱（24）、玉米（22）、小麥（61）、芝麻（30）、木薯（32）等鑒定了HSF基因[2，"5]。最近，YU等[5]利用111種植物全基因組，共鑒定了2950個HSF基因，構建了植物HSF基因數據庫（http：//hsfdb.bio2db.com/），這為人們研究植物HSF基因功能提供了便利。前人研究表明，熱激蛋白及熱激轉錄因子在植物成花過程中起著重要調節作用。在擬南芥中，熱激蛋白HSP90與關鍵開花調節因子LFY、SOC1和AGL24相互作用，促進開花[6]。熱激轉錄因子HSFA2與擬南芥對高溫的傳代記憶，促使植物提前開花[7]。在番茄中，熱激轉錄因子調控花蕾對高溫的響應[8]。因此，利用西番蓮基因組鑒定熱激轉錄因子，揭示在高溫脅迫環境中其對成花的影響十分必要。

2021年，MA等[9]成功組裝了高質量西番蓮基因組，本研究利用生物信息學方法從西番蓮基因組中鑒定了HSF家族成員，構建了模式植物及重要耐熱植物的HSF系統進化樹，分析了西番蓮HSF基因在花蕾、葉片等組織部位的表達模式，推測可能影響西番蓮成花期耐熱性基因，本研究將促進人們對西番蓮適應高溫環境機制的認知，為西番蓮耐高溫育種提供重要基因資源和理論基礎。

1""材料與方法

1.1""材料

2022年4月2日，高溫耐受西番蓮品種金陵紫果（ZG）和敏感品種黃果原生種（HG）種植于廣西南寧市美麗南方試驗地高溫處理設施內。

1.2""方法

1.2.1""高溫處理""用鋼管制成長（10.0"m）×寬（2.0"m）×高（4.0"m）的生長棚框架，固定于溝面，于高溫處理開始時通過在生長棚框架四周覆蓋塑料薄膜（透光率95%以上）進行升溫，大棚兩側上部各均勻留出20"cm高的空隙，用于氣體交換。高溫處理結束后將薄膜升起，后期管理及田間小氣候與對照一致。熱處理前將增溫棚處于全部打開狀態，與對照處于同一自然環境條件，于植株二級蔓抽出開始高溫熱脅迫處理，將增溫棚頂部和側面膜放下，并實時監測棚內溫度，直至達到高溫設定值，即熱脅迫處理日最高溫度38～45"℃，日平均溫度30～31"℃，日溫度≥35"℃持續時間4～6"h；自然對照日最高溫度lt;37"℃，日平均溫度lt;28.5"℃，日溫度≥35"℃持續時間lt;2"h。40"d后結束熱處理。處理結束后，在中午12：00取樣，包括花蕾、卷須、葉片和莖（圖1）。

1.2.2""西番蓮"HSF"家族成員鑒定""基于熱激轉錄因子的特異氨基酸序列（Pfam："PF00447），在紫果西番蓮基因組數據庫（https：//db.cngb.org/"search/assembly/CNA0017758/）下載蛋白序列，使用PfamScan軟件將西番蓮的蛋白序列在Pfam數據庫中進行檢索，鑒定西番蓮HSF家族成員。采用相同方法，在水稻（Oryza"sativa"L."japonica，"http：//rice.uga.edu/）、擬南芥（Arabidopsis"thaliana，"https：//www.arabidopsis.org/index.jsp）、番茄（Solanum"lycopersicum，"http：//plants.ensembl.org/"Solanum_lycopersicum/Info/Index）、單瓣茉莉花（Jasminum"sambac，"https：//ngdc.cncb.ac.cn/gwh/"Assembly/22882/show）、木薯（Manihot"esculenta，"https：//cbi.gxu.edu.cn/yxguo/DockingDB/download_"files/data/）、玉米（Zea"mays，"http：//plants.ensembl."org/Zea_mays/Info/Index）數據庫中鑒定6個物種的HSF家族成員。

1.2.3""西番蓮"HSF"理化性質預測""使用在線軟件ProtParam（https：//web.expasy.org/protparam/）預測西番蓮HSF蛋白的長度、分子量和等電點。

1.2.4""西番蓮與6個物種的HSF系統進化樹分析""將西番蓮、水稻、擬南芥、番茄、單瓣茉莉花、木薯（單倍型A和B基因組）和玉米的HSF成員的蛋白序列合并輸入到MUSCLE進行全局比對，比對結果使用"MEGA"7"程序構建"maximal"likelihood似然樹，設置bootstrap重復次數為1000次，最后輸入iTOL在線軟件（https：//itol.embl.de/）進行美化。

1.2.5""西番蓮"HSF"基因結構與共線性分析""基因結構：從GFF文件中提取HSF基因的外顯子、內含子位置信息，從Pfam注釋結果中提取motif信息，使用GSDS程序繪制如下基因結構及motif分布圖。共線性分析：首先BLAST比對所有蛋白序列，設定閾值Elt;1e-5，最小覆蓋度大于40%。比對結果輸入MCScanX程序，參數默認，輸出全基因組范圍內的共線性區塊，并標注位于這些共線性區塊內的目標基因家族。最后，用Circos在線軟件（https：//circos.ca/intro/tabularvisualiza tion/）繪圖。

1.2.6""mRNA提取""利用TRIzol?"Reagent試劑盒提取total"RNA（Invitrogen，"USA），具體流程按照說明書操作。OligodT富集mRNA，片段化mRNA，反轉合成cDNA和連接adaptor參照前期發表文獻的試驗操作進行[10]。

1.2.7""轉錄組測序""采用Illumina"NovaSeq6000測序平臺完成轉錄組測序，構建Illumina"PE文庫進行2×150"bp測序，通過fastp軟件對獲得的測序數據進行質量控制，包括：（1）堿基錯誤率分布統計；（2）堿基含量分布統計。將質控后的原始數據，即clean"data（reads），利用Hisat2軟件與參考基因組比對，參考基因組來自https：//db."cngb.org/search/assembly/CNA0017758/。隨后，獲得mapped"reads，同時利用RSeQC-2.3.6軟件對轉錄組測序的比對結果進行質量評估，主要包括測序飽和度、基因覆蓋度、reads在參考基因組不同區域分布以及reads在不同染色體分布分析。使用StringTie軟件對每個樣本進行拼接，最終合并在一起。

1.2.8""轉錄數據分析""使用RSEM軟件（http：//"deweylab.github.io/RSEM/）分別對基因/轉錄本的整體表達水平進行定量分析，以便后續分析不同樣本間基因/轉錄本的差異表達情況，定量指標為TPM（transcripts"per"million"reads）。基因表達量分析獲得基因/轉錄本的read"counts數量后，采用DESeq2對多樣本項目進行樣本間或組間基因/轉錄本差異表達分析，鑒定出差異表達的基因/轉錄本，設置參數：P"adjustlt;0.05并且|log2FC|≥1。

利用聚類熱圖在線軟件（https：//cloud."oebiotech.cn/task/detail/heatmap/）展示西番蓮HSF基因的表達量及相關性，數據歸一化方式為row。

1.2.9""RT-qPCR分析""采用Trizol法提取金陵紫果和黃果原生種花蕾的總RNA，利用HiScript"Ⅱ"Q"RT"SuperMix"for"qPCR（+gDNA"wiper）試劑盒進行反轉錄。實時熒光定量PCR反應采用Universal"SYBR"qPCR"Master法，反應體系（20"μL）：10"μL"Universal"SYBR"qPCR"Master"Mix，0.5"μL上游引物，0.5"μL下游引物，1"μL"cDNA，8"μL"ddH2O。反應條件為94"℃預變性3"min；94"℃變性15"s，58"℃退火15"s，72"℃延伸20"s，40個循環；設置3個重復。熒光定量PCR相關引物見表1。

2""結果與分析

2.1""西番蓮及6種植物的"HSF"基因家族成員鑒定

基于HSF保守結構域（PF00447）氨基酸序列信息，利用PfamScan軟件在西番蓮、擬南芥、水稻、番茄、單瓣茉莉花、木薯和玉米中分別檢測到26、24、25、26、23、63個（單倍型A基因組32個，單倍型B基因組31個）、玉米26個。西番蓮HSF基因分布在第1、4、5、6、7、8、9染色體上，其中第1染色體上的HSF基因數量最多，為9個，而第2和3染色體上未鑒定出HSF基因，說明HSF基因在西番蓮基因組上分布不均勻。西番蓮的26個HSF基因平均長度為3062"bp，其中ZX06G0012300長度最小，為1073"bp；ZX01G0121040的長度最大，為12"613"bp；13個HSF基因分布在正義鏈上，13個在反義鏈上（表2）。依據西番蓮26個HSF基因在基因組上的位置，將其命名為PeHSF1～PeHSF26。理化性質分析結果顯示，西番蓮HSF基因編碼的氨基酸數量為100～1589，分子量為11"544.9～177"157.8"g/mol，預測等電點為4.25～10.80（表2）。

2.2""西番蓮及6種植物的"HSF"基因家族成員的系統進化樹

基于西番蓮的26個HSF蛋白的氨基酸序列，利用MUSCLE軟件進行全局比對，比對結果輸入MEGA"7構建最大似然樹。根據進化關系，將26個HSF基因分為10個亞群體，其中亞群Ⅱ包含5個HSF基因，亞群Ⅲ僅有1個HSF基因（圖2A）。為了解不同物種間HSF基因的進化關系，基于西番蓮等7個物種213個HSF蛋白構建了進化樹，共分為11個亞群（圖2B）。木薯是熱帶地區廣泛種植的作物，其基因組大小為687"Mb[11]，包含32個HSF基因。單瓣茉莉花是一種常綠植物，在夏季38"℃以上的高溫也可開花[12]，因此，了解茉莉花耐高溫脅迫分子機有助于預測西番蓮HSF基因的功能。

2.3""西番蓮基因組復制事件分析

利用26個HSF基因分析片段重復事件，結果表明有4個大的基因組重復區，包含5個HSF基因，分別為ZX01G0033270、ZX01G0052790、ZX01G0052980、ZX01G0116590和ZX08G0017710。具體信息是：（i）第1染色體上37"846"331～37"847"969"bp對應第1染色體上222"639"747～222"641"414"bp；（ii）第1染色體上52"338"517～52"340"350"bp對應第1染色體上52"437"222～52"439"067"bp；（iii）第1染色體上37"846"331～37"847"969"bp對應第8染色體上47"243"875～47"247"554"bp；（iv）第1染色體上222"639"747～222"641"414"bp對應第8染色體上47"243"875～47"247"554"bp（表3，圖3）。

由于西番蓮基因組共線性區域的HSF僅有5個，無法推測全基因組復制（whole"genome"duplication，"WGD）事件，因此使用MCScanX軟件鑒定處于基因組共線性區塊內4對同源基因，計算每個同源基因對的Ka、Ks、Ka/Ks值，Ks值越高表明基因組復制速度越快。一般認為Ks=1.5處為雙子葉植物共同經歷的六倍化事件（距今約110百萬年），隨后西番蓮經過2次獨立的全基因組復制事件WGD-1和WGD-2（圖4）。

2.4""西番蓮HSF基因的結構及保守基序

通過基因結構分析可以了解西番蓮HSF基因家族成員的進化關系。本研究對26個HSF基因進行基因結構分析，從內含子-外顯子組成來看，PeHSF基因有1～12個內含子和2～13個外顯子（圖5）。26個西番蓮HSF基因均含有DNA結合保守結構域，這與前人研究結果一致[3]。ZX01G0121040除了含有DNA結合保守結構域之外，還有SNARE、Syntaxin"2、PPR、PPR1、PPR2結構域，ZX05G0014520還含有RCCR結構域，ZX04G0002290含有SurE結構域。

2.5""西番蓮HSF基因在成花期對高溫的反應

由于高溫敏感品種黃果原生種和高溫耐受品種金陵紫果在夏天高溫環境中成花差異（圖6），因此，可以2個品種的葉片（leaf，L）、卷須（tendril，T）、花蕾（flower，F）和莖（stem，S）進行轉錄組分析，找出影響西番蓮耐熱差異的基因。

將高溫處理后采集的24個樣品測序，測序數據質量控制后有效讀長（clean"reads）數為41"725"898～52"997"150條，有效堿基數為6"058"511"181～7"620"631"463"bp，測序堿基正確率在99.9%（Q30）以上的堿基占總堿基的百分比為92.34%～93.70%（附表1）。

將質控后有效讀長與西番蓮參考基因組比對（https：//db.cngb.org/search/assembly/CNA0017758/），能定位到基因組上的有效讀長數為30"464"977～"41"566"866，"比對率為72.47%～78.63%，平均比對率為76.72%；在參考序列上有多個比對位置的有效讀長數為1"706"379～3"969"640，比對率為3.75%～9.31%；在參考序列上有唯一比對位置的clean"reads數目為28"682"624～37"830"849，比對率為67.86%～72.20%（附表2）。

利用RSEM軟件分別對基因和新轉錄本的表達水平進行定量分析，定量指標為TPM（transcripts"per"million），24個樣品的基因表達量見附表3。基于基因表達量，分析24個樣本間的相關系數，結果顯示樣本生物學重復性好。通過PCA分析發現，生物學重復間的樣本間相似性高（圖7）。

采用DESeq2軟件進行組間基因表達量差異分析，獲得2組間發生差異表達的基因（DEGs）。在接種0"h時，HG與ZG的花蕾間的差異表達基因共有6077個，其中3363個上調基因，2714個下調基因；卷須間的差異表達基因共有1923個，其中1091個上調基因，832個下調基因；莖稈間的差異表達基因共有1833個，其中1023個上調基因，860個下調基因；葉片間的差異表達基因共有1592個，其中848個上調基因，744個下調基因（圖8，附表4）。

分析26個HSF基因在紫果和黃果原生種中的表達量（TPM），結果表明ZX01G0002530、ZX01G0052790、ZX01G0052980、ZX01G0121040、ZX05G0014510、ZX05G0014520、ZX06G0002180、ZX07G0010660在花蕾的表達量差異顯著（表4，圖9）。與黃果原生種相比，ZX05G0014520、ZX08G0002060、ZX01G0002530在金陵紫果的葉片、卷須和莖稈中表達量上調；雖然ZX07G0010660、ZX01G0121040和ZX01G0052790在葉片、花蕾和莖稈中表達量下調，但是僅在花蕾中達到顯著性差異，且ZX01G0121040基因的表達水平高（表4）。

由于ZX01G0052980和ZX01G0055790之間以及ZX05G0014510和ZX05G0014520之間的序列高度相似，不利于設計引物，本研究利用RT-"qPCR技術檢測ZX01G0002530、ZX01G0052790、ZX01G1G0121040、ZX04G0012630、ZX05G0104150、ZX006G0002180、ZX09G0012300、ZX07G0010660、ZX08G00002060和ZX08G0024160在黃果原生種和金陵紫果花蕾的表達量（圖10）。RT-qPCR分析結果表明，10個HSF基因在黃果原生種與金陵紫果的表達水平與RNA-seq分析的結果一致。值得注意的是，僅有ZX06G0012300在金陵紫果的表達水平高于黃果原生種。

3""討論

熱應激轉錄因子是植物熱脅迫防御響應中的中心調節子。目前，研究人員在水稻、擬南芥和番茄中發現"HSF"基因參與調控高溫環境響應。GUO等[13]在擬南芥和水稻基因組中分別鑒定出21個和25個HSF基因，YANG等[14]在番茄（Solanum"lycopersicum）中鑒定出26個HSF基因。本研究中，在擬南芥、水稻和番茄基因組中分別鑒定到24、25、26個HSF基因，與GUO等[13]鑒定的擬南芥HSF基因數量有差異。YU等[5]構建了111種植物HSF耐熱基因數據庫，其中擬南芥基因組含有24個HSF基因，這與本研究結果一致。根據Ensembl"Plants數據庫收錄的信息，水稻、擬南芥和番茄基因組大小分別為373.8、119.7、827.4"Mb。雖然番茄基因組大小是擬南芥的6.9倍，但它們的HSF基因數量僅相差2個，這表明HSF基因可能在植物適應高溫環境中功能保守。因此，借鑒水稻、擬南芥和番茄的HSF基因功能，推測西番蓮HSF基因作用。

在擬南芥中，熱激轉錄因子基因HsfA1a（At4g17750）是響應熱脅迫的主要調控因子[15-16]。在本研究中，進化樹分析結果表明西番蓮ZX01G0121040與HsfA1a親緣關系較近，屬于亞群Ⅳ。此外，該亞群還包括擬南芥其他4個HSF基因，分別為At1g67970、At1g32330、At3g02990和At5g16820。At1g32330（HSFA1d）和At5g16820（HSFA1b）屬于HSFA1s亞家族，它們是擬南芥熱形態建成所必需的[17]，而AT3G02990（HSFA1e）似乎對熱響應不那么重要[16]。此外，LOC_Os03g12370（OsHsfA9）和LOC_Os03g63750（OsHsfA1a）也屬于亞群Ⅳ，在水稻熱脅迫時表達量顯著上調[18]。

我們發現西番蓮經歷3次全基因組復制事件，這與ZHENG等[19]的研究結果一致。在西番蓮基因組中，有5個HSF基因位于基因組復制區域，其中ZX01G0033270、ZX01G0116590和ZX08G0017710聚類在亞群Ⅲ。亞群Ⅲ含有擬南芥HSF基因：At3g51910（HSFA7a）、At3g63350（HSFA7b）和At3g22830，研究表明NAC019結合HSFA1b、HSFA6b、HSFA7a和HSFC1的啟動子而增強了擬南芥耐熱性[20]。HSFA7b通過調節擬南芥中乙烯的生物合成和信號傳導來控制莖尖分生組織的溫度變化[21]。此外，亞群Ⅲ還包含水稻HSF基因LOC_Os03g58160、LOC_Os07g08140、LOC_"Os03g53320、LOC_Os03g53340、LOC_Os10g28340、LOC_Os03g06630（HTG3），其中HTG3通過調節JAZ參與水稻的耐熱性[22]。ZX01G0052790和ZX01G0052980聚類在一起，屬于亞群Ⅺ，該亞群包含有2個擬南芥基因：At2g41690（HSFB3）和At4g36990（HsfB1）。研究表明，RCF3正調控HSFA1e，HSFA3、HSFA9、HSFB3和DREB2C的表達增加擬南芥的耐熱性[23]。雖然HsfB1和HsfB2b抑制HsfA2、HsfA7a、HsfB1和HsfB2b表達，但是正調控擬南芥的耐熱性[24]。

利用RNA-seq分析發現有12個HSF基因在黃果原生種和金陵紫果花蕾的表達量差異顯著，進化樹分析表明ZX01G0121040與擬南芥的HsfA1a基因親緣關系較近，HsfA1a正調控熱脅迫[15-16]。ZX01G0002530、ZX01G0052790、ZX01G0052980、ZX05G0014510和ZX05G0014520屬于亞群Ⅺ，且ZX01G0052790和ZX05G0014510表達模式相似。雖然ZX01G0052790和ZX01G0052980基因序列具有共線性，但是它們在西番蓮花蕾響應高溫時的表達量趨勢相反。HSFB3和HsfB1位于亞群Ⅺ內，均與擬南芥的耐熱性相關[23-24]。ZX04G0012630、ZX06G0002180和ZX08G0024160屬于亞群Ⅶ，該亞群中At4g18870參與調控擬南芥的耐熱性[25]。在系統進化樹上，ZX06G0002180與At4g18870的親緣關系更近。ZX07G0010660屬于亞群Ⅹ，同源基因At4g11660（HsfB2b）正調控擬南芥的耐熱性[24]。ZX08G0002060屬于亞群Ⅳ，其同源基因At3g22830（HSFA6b）參與ABA介導的耐熱性[26]，另一同源基因HSFA7A可能參與了擬南芥對高溫的適應[20，"24]。

本研究發現，西番蓮HSF基因除了含有DNA結合結構域外，ZX01G0121040還包含有PPR、Syntaxin"2和SNARE等結構域。PPR（pentatr icopeptide"repeat）是一種三角狀五肽重復蛋白，屬于植物中最大的核編碼蛋白家族。PPR蛋白參與植物生長發育和響應脅迫反應[27-28]。Qa-SNARE最早在哺乳動物基因組中發現，命名為突觸融合蛋白（syntaxin），其在與植物體生長發育、抗病反應和非生物脅迫中起著重要功能[29-30]。此外，ZX05G0014520還含有RCCR結構域，RCCR是催化葉綠素降解代謝反應的主要酶類[31]。這些研究結果表明，西番蓮HSF基因可能在植物生長發育和逆境脅迫中也具有重要功能。

4""結論

高溫脅迫嚴重影響了西番蓮的成花，鑒定耐熱基因是提高西番蓮適應極端溫度的一個有效方法。在本研究中，我們在西番蓮基因組中鑒定了26個HSF基因，并分析了HSF成員的理化性質、進化樹、基因結構、共線性和全基因組復制事件。利用RNA-seq分析發現ZX01G0002530、ZX01G0052790、ZX01G0052980、ZX01G0121040、ZX04G0012630、ZX05G0014510、ZX05G0014520、ZX06G0002180、ZX06G0012300、ZX07G0010660、ZX08G0002060、ZX08G0024160在金陵紫果與黃果原生種花蕾的表達量差異顯著，RT-qPCR分析結果驗證了RNA-seq的結果，并推測ZX01G0121040是西番蓮成花期響應高溫脅迫的重要基因。本研究結果將為西番蓮成花耐熱性的遺傳改良提供重要的基因資源和理論技術支撐。

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