寧夏枸杞LOX基因家族的全基因組鑒定與表達分析

摘要：寧夏枸杞在生長過程中極易遭受各種各樣的蟲害，植物脂氧合酶（LOX）是生物合成抗蟲植物激素茉莉酸的關鍵酶，脂氧合酶可能與植物抗蟲緊密相關，參與植物誘導型防御。為了探討枸杞LOX基因家族的分子特征和表達模式，以枸杞為研究對象，通過在全基因組水平對枸杞LOX基因家族成員進行鑒定，并對該基因家族成員的蛋白理化性質、保守基序、染色體定位、系統進化、差異表達及順勢作用元件進行分析。結果表明，從枸杞全基因組中共鑒定出13個LOX家族成員，該家族成員包含773～924個氨基酸，蛋白相對分子量為87 729.75～104 405.08 u，等電點為5.42～7.58，脂溶指數為83.55～89.87，61%的LOX基因定位于細胞質。將枸杞的LOX家族基因與擬南芥及其他4個物種的LOX基因共同構建系統進化樹，發現枸杞LOX基因家族共分為2個亞家族，且部分枸杞的LOX基因與擬南芥LOX基因間的進化關系較近；13個枸杞LOX基因不均勻地分布在6條染色體上，其中6號染色體分布得最多。轉錄組分析結果表明，不同LOX基因在枸杞不同器官中的表達不同，大多數枸杞基因在莖尖、青果、雌蕊、新葉中顯著表達，推測這些基因可能在枸杞生長成熟過程中起作用。qPCR結果顯示，大多LOX基因對非抗性植株更加敏感，在非抗性植株中，LOX基因總體上對有生物脅迫的處理組更敏感；在抗性植株中的表現則相反，表明不同LOX基因在不同脅迫、不同抗性植株中的表達具有特異性。

關鍵詞：寧夏枸杞；LOX基因家族；鑒定；差異表達；癭螨

中圖分類號：S188+.1；S567.1+90.1" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）04-0083-11

收稿日期：2024-03-27

基金項目：寧夏自然科學基金（編號：2023AAC03314）。

作者簡介：楊子君（1998—），女，云南曲靖人，碩士研究生，主要從事分子生物學方面的研究。E-mail：18388860713@163.com。

通信作者：王翠平，副研究員，主要從事枸杞遺傳育種方面的研究。E-mail：wangcuiping@nmu.edu.cn。

寧夏枸杞（Lycium barbarum L.）是茄科枸杞屬多年生落葉灌木，主要分布在西北地區的戈壁灘或鹽堿地，具有重要的生態價值［1］。枸杞子富含多糖、礦物質、甜菜堿、類胡蘿卜素等，是我國傳統的藥食兩用食物，具有抗衰老、抗疲勞、降血糖、抗氧化等功效［2］。寧夏枸杞枝葉生長迅速，枝葉幼嫩，營養豐富，因此極易遭受多種病蟲的危害。危害寧夏枸杞的害蟲種類繁多，主要有枸杞癭螨、枸杞木虱、枸杞蚜蟲、枸杞薊馬和枸杞紅癭蚊等。近年來，隨著枸杞栽培規模的不斷擴大，其病蟲害的發生規模和危害程度也在不斷提升，病蟲害已經成為制約枸杞產業健康發展的重要限制因素之一。

脂氧合酶（LOX）是一種含有非血紅素鐵的蛋白質，屬于氧化還原酶類，它能催化不飽和脂肪酸氧化分解為飽和脂肪酸［3-4］。當植株個體受到脅迫刺激時，植物體中的LOX可以在不飽和脂肪酸的協助催化下，經由一系列生物化學反應，形成茉莉酸（JA）及其衍生物，然后生成生理活性物質，進而誘導植物體產生防御，最終激活植物的抗性反應。LOX作為植物脂肪酸代謝路徑中的關鍵酶，在對植物器官生長、果實成熟、油脂氧化的調節及生物和脅迫的信號傳遞中都起到了至關重要的作用［5］。例如，擬南芥ATLOX1基因對脫落酸、病原菌的侵染都比較敏感［6］。在番茄中，番茄脂氧合酶基因tomLOXD可以作為促進茉莉酸產生的信號分子，從而提升番茄防御基因的表達水平，增強番茄的抗性［7］。在煙草中，NtLOX1基因的缺失有可能會降低煙草植株對病菌的抗性［8］。在馬鈴薯中，當葉片被某種致病細菌侵染后，POTLX3基因的表達量會呈現上升的趨勢［9］。隨著植物基因組測序技術的進展，不同物種的LOX基因被連續地分析和報道［10-13］。在對水稻基因組的研究中，發現了16個LOX基因，而在中黃13大豆基因組中鑒定出36個LOX基因家族成員，在高粱基因組中則發現了11個LOX基因，在擬南芥中共鑒定出6個LOX基因家族成員，根據亞油酸或亞麻酸被氧化時反應位點的不同，可以將其劃分為9-LOX、13-LOX這2個亞家族［14-17］。其中9-LOX亞家族基因主要在種子、器官及果實發育中發揮作用［18-19］。13-LOX亞家族基因則在植物生長發育及其抗逆反應中發揮作用［20-22］。在對玉米的基因研究中發現，ZmLOX10是玉米中與抗蟲害有關的重要基因，直接參與玉米的生物防御［23］。通過對水稻種子胚的研究發現，在水稻種子胚中OsLOX1基因與水稻植株的抗蟲性密切相關［24］。

目前，生產上應用的大部分枸杞品種抗病蟲能力較差，對病蟲害的防治一直沿用化學方法，雖然能夠取得一定效果，但是化學農藥的大量使用會帶來一系列生態問題。因此，選育具有抵御蟲害特性的新品種枸杞是防治枸杞害蟲最有效、最安全的手段。篩選枸杞抗蟲相關基因，可為抗蟲新品種的選育提供理論依據，對于枸杞抗蟲分子育種具有重要意義。基于此，本研究在全基因組范圍內篩選枸杞LOX基因家族，分析家族保守結構域、啟動子結構區，并鑒定不同癭螨抗性的枸杞品種中LOX基因的器官差異表達模式和癭螨蟲害誘導下的基因表達模式。預計本研究結果可為進一步研究LOX基因在植株生長發育和逆境應答中的作用、克隆與功能等提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用寧夏枸杞（L. barbarum）和黑果枸杞（L. ruthenicum Murr.）無性系于2018年定植于寧夏農林科學院枸杞科學研究所蘆花臺枸杞種質資源圃（38°64′N，106°15′E），按照常規栽培管理。2022年6月選擇生長健壯、長勢良好的植株，取枸杞不同部位及果實不同發育時期的樣品，每個重復樣品取3株植株，各重復采集3次；抗性枸杞品種中科1號（L. barbarum Zhongke1）和易感枸杞品種寧杞8號（L. barbarum Ningqi 8）無性系定植于青銅峽枸杞種質基地（38°20′N，106°56′E）。2022年6月，分別取未遭受癭螨蟲害和遭受癭螨蟲害的幼嫩葉片，每個重復樣品分別從3株植株上取樣，各重復采集3次。材料采集后立即置于液氮中速凍，存于 -80 ℃ 冰箱備用。

1.2 枸杞LOX基因家族的鑒定

分別通過TBtools軟件中的GXF Sequences Extract和Batch Translate CDS to Protein 功能，從已有的枸杞基因組數據中提取出所有編碼序列（CDS），將其翻譯成蛋白質序列。再通過Tbtools軟件中的ID simplify去除正負鏈。然后，用TBtools軟件中的several sequences to a Big File［commonly used］功能，雙向比對找到枸杞的LOX基因序列，共獲得13個LOX序列。通過NCBI-CDD、SMART 2個在線網站驗證，進一步去除不含有LH2結構域的序列并刪掉重復、冗余序列，最終獲得13個LOX序列，用于后續分析。

1.3 枸杞LOX蛋白理化性質的預測

將驗證過的枸杞LOX蛋白序列提交至在線軟件，用WOLF PSORT網站（https：//wolf psort. Hgc. jp/）和https：//www. Genscript. com/wolf-psort. Html對13個枸杞的LOX蛋白序列進行理化性質與亞細胞定位預測分析。

1.4 枸杞LOX蛋白的保守基序分析

用MEME在線工具進行Motif分析，將鑒定好的枸杞LOX序列上傳至MEME在線網站（https：//meme-suite.org/meme/），使用Motif Discovery功能預測枸杞LOX蛋白家族的保守基序，其中最大motif數設置為10個，其他參數設置為默認值。

1.5 枸杞LOX蛋白系統進化樹的構建

用MEGA軟件將鑒定到的枸杞LOX蛋白序列與擬南芥LOX蛋白序列進行多水平的序列比對，并構建系統發育進化樹，通過ITOL在線工具對系統進化樹進行進一步美化和修飾。

1.6 枸杞LOX基因的染色體定位

根據枸杞基因組注釋GFF格式文件中提供的位置信息，將所有13個LOX基因定位到相應染色體上。利用TBtools軟件中的Gene Location Visualize from GFF/GTF繪制染色體定位圖。

1.7 枸杞啟動子順式作用元件分析

用TBtools的Simple Bio Sequence Viewer模塊對基因的順式作用元件進行測定。用TBtools中的GFF3/GTF Sequence Extractor模塊截取基因上游2.0 kb的啟動子序列，利用在線網址Plant Care數據庫（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）對相關順式調控元件進行預測分析，對于分析后的數據進行整理，保留需要的響應元件，再將整理后的數據提交到TBtools進行可視化分析。

1.8 枸杞總RNA的提取、文庫的構建、轉錄組測序及反轉錄

用植物總RNA提取試劑盒（RNA Prep Pure Plant Kit）分別提取黑果枸杞、寧杞1號枸杞植株不同發育時期、不同組織部位及中科1號、寧杞1號枸杞植株有癭螨、無癭螨葉片的總RNA，并用Nano-500分光光度計檢測RNA純度（D260 nm/D280 nm），通過Qubit（恒斐生物科技有限公司，上海）對RNA濃度進行精確定量，最后用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA的完整性，待樣品檢測合格后，將部分樣品送到北京諾禾致源科技股份有限公司進行轉錄組測序，后續分析便基于此測序結果，剩余部分樣品則用于反轉錄及定量試驗分析。用反轉錄試劑盒（TransScript One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix）去除gDNA并制備cDNA，將反應得到的cDNA于-80 ℃保存，使用時需要將cDNA稀釋20倍。

1.9 qPCR分析LOX基因差異表達模式

利用在中科1號、寧杞8號枸杞植株葉片上感染癭螨與未感染癭螨的轉錄組數據，以及黑果枸杞、寧杞1號枸杞植株不同部位的轉錄組數據，對枸杞LOX家族基因的表達量進行了分析，用Tbtools軟件中的heatmap繪制枸杞不同植株、不同組織的LOX基因家族表達熱圖。

表達模式分析根據枸杞LOX基因的CDS，使用NCBI中的Primer-blast工具進行引物設計，引物序列見表1。使用熒光定量PCR儀進行qPCR檢測。PCR反應體系為20 μL。以枸杞Actin基因為內參，相對表達量的計算采用2-ΔΔCT方法［25］。通過Origin 2021將定量分析結果與不同枸杞植株葉片是否感染癭螨繪制成雙Y軸柱狀-點線圖。反應體系如下：10 ng/μL模板cDNA 2 μL，10 μmol/L正、反向引物各1 μL，2×TransTaq HiFi PCR Super MixⅡ 10 μL，ddH2O 6 μL。PCR反應程序如下：95 ℃ 30 s；95 ℃ 5 s，60 ℃ 30 s，40 個循環。熔解曲線分析過程：95 ℃ 5 s，60 ℃ 1 min，95 ℃ 1 s。每個樣品設3個重復。

2 結果與分析

2.1 枸杞LOX基因家族的鑒定和蛋白理化性質分析

本研究從枸杞全基因組中共鑒定到13個LOX基因家族成員，所編碼蛋白的氨基酸數量為773～924個，預測的蛋白相對分子量為87 729.75～104 405.08 u。LOX 蛋白家族成員的理論等電點（PI）介于5.42～7.58之間，等電點平均值為6.12，其中Lba03g03083、Lba05g01585的等電點大于7.0，呈堿性，其余11個枸杞LOX蛋白的等電點小于7.0，呈酸性。13個基因編碼的蛋白均為不穩定蛋白（不穩定系數大于30），平均疏水性（GRAVY）都為負值，表明它們均為親水性蛋白，脂溶指數介于83.55～89.87之間。通過WOLF PSORT進行亞細胞定位預測，結果顯示有8個LOX基因定位于細胞質，分別為Lba07g01470、Lba03g03083、Lba06g02440、Lba06g02439、Lba07g01467、Lba05g01585、Lba06g02438、Lba09g01923；2個LOX基因定位于細胞核，分別為Lba09g00701、Lba06g02441；3個LOX基因定位于葉綠體，分別為Lba02g00304、Lba05g01588、Lba02g00307（表2）。以上結果表明，枸杞LOX家族成員亞細胞定位具有多樣性，有利于枸杞LOX家族成員在調控植物生長發育中不同功能的分化。

2.2 枸杞LOX蛋白保守基序分析

用MEME在線工具分析LOX蛋白家族包含的保守基序，結果（表3）表明，共獲得10個保守基序，分別命名為motif 1～motif 10，10個保守基因序列的長度不一，其中motif 10基序長度最短，motif 1～motif 4及motif 7長度都為50。13個枸杞LOX蛋白家族所包含的motif數目及種類存在一定差異，所有的枸杞LOX家族成員都含有1～10個不等的保守基序motif，13個LOX 家族成員包含的motif 1～motif 10的比例有所差異。其中，motif 1的第3、25、34、35位的亮氨酸在枸杞LOX蛋白中高度保守，motif 5的第2、4、6、24、38、39位的甘氨酸在枸杞LOX蛋白中高度保守，motif 10的第6、7、9、12、24位的精氨酸在枸杞LOX蛋白中高度保守。由此推測，motif 1、motif 5、motif 10在枸杞LOX蛋白中發揮重要作用，具有類似保守基序的LOX基因在功能上具有相似性（圖1）。在13個枸杞 LOX 蛋白序列中鑒定出10個保守基序，這些基序長度從26到50個氨基酸不等（表3）。其中，Lba02g00304蛋白沒有保守基序2、4，Lba09g01923、Lba06g02439蛋白多了1個保守序列19，其余10個枸杞LOX蛋白均含有 1～10個保守基序，且它們的排列順序基本一致，表明LOX基因在枸杞中高度保守（圖2）。

2.3 枸杞LOX蛋白系統進化分析

為了明確枸杞LOX基因家族成員與其他物種中已知的LOX家族成員的進化關系，本研究以寧夏枸杞LOX家族為研究對象，通過與其他5個物種的34個LOX蛋白氨基酸序列比較，確定其與其他植物LOX的系統發育關系。結果（圖3）顯示，LOX家族在進化樹上可劃分為9-LOX、13-LOX這2大類，13-LOX亞族可進一步細分為Ⅰ型、Ⅱ型。枸杞的13個LOX家族蛋白中，屬于9-LOX亞家族的有8個（Lba06g02438、Lba06g02439、Lba06g02441、Lba09g01923、Lba09g00701、Lba07g01467、Lba07g01470和Lba06g02440），屬于TypeⅡ13-LOX亞家族的有5個（Lba05g01588、Lba05g01585、Lba03g03038、Lba02g00307和Lba02g00304）。其中，Lba05g01588、Lba05g01585、Lba03g03038這3個基因與擬南芥ATLOX3、ATLOX3、ATLOX3位于同一分支，Lba02g00307和Lba02g00304與ATLOX3在同一支，剩余8個基因與ATLOX1、ATLOX5在同一分支。上述結果說明，枸杞LOX基因家族成員與擬南芥LOX基因家族成員的進化關系較近，推測2個物種LOX基因可能具有相似功能。

2.4 枸杞LOX家族成員的染色體定位分析

為了探究LOX基因家族的在染色體上的分布情況，通過TBtools軟件對其進行染色體定位。由圖4可見，在枸杞的6條染色體上13個LOX基因不均勻分布，其中Chr03上有1個基因，在Chr06染色體上分布的基因最多，分別是Lba06g02438、 Lba06g02439、

Lba06g02440、Lba06g02441，說明這4個基因之間可能有重復串聯。

2.5 枸杞LOX基因啟動子順式作用元件分析

啟動子順式作用元件在起始因子轉錄開始過程中發揮著重要作用，在基因的表達調控中也具有重要作用。為了進一步了解LOX基因的生物學功能，利用枸杞LOX基因啟動子上游2.0 kb序列，通過在線網站PlantCARE預測順式作用調控元件。由

圖5可見，枸杞LOX基因啟動子區域存在很多與轉錄、光響應、非生物脅迫響應相關的順式調控元件。此外，還發現了與激素信號途徑有關的元件，如茉莉酸甲酯（MeJA）、脫落酸（ABA）、水楊酸（SA）、生長素（IAA）。其中，32個LOX基因有茉莉酸甲酯響應元件，22個LOX基因有脫落酸響應元件，7個LOX基因有水楊酸響應元件，7個LOX基因有生長素響應元件。上述結果表明，大部分枸杞LOX基因可能參與到JA、ABA介導的信號通路中。預測還發現，有些元件可能參與非生物脅迫，如低溫脅迫與無氧，與低溫有關的元件有13個，與無氧有關的元件有31個（表4）。此外，預測結果還表明，幾乎所有LOX基因都包含與光響應相關的元件。

2.6 枸杞LOX家族的基因表達分析

為了解枸杞LOX基因家族在不同枸杞品種不同組織的表達情況，根據寧夏枸杞、黑果枸杞不同組織的轉錄組數據，用TBtools軟件繪制表達模式熱圖，對枸杞LOX基因的表達情況進行分析。圖6中結果顯示，LOX基因在黑果枸杞的青果、新葉中的表達量較高，其中Lba03g03083、Lba02g00307在新葉中的表達量較高，Lba07g01467、Lba07g01470、Lba06g02440在青果中的表達量較高，Lba05g01585在雌蕊中的表達量較高，Lba06g02439在雄蕊中的表達量較高，Lba09g01923在老葉中的表達量較高，Lba06g02441、Lba02g00304主要在莖尖表達。在寧杞1號枸杞中，LOX基因在雌蕊、新葉、莖尖中的表達量最高，其中Lba05g01588主要在雌蕊中表達，Lba06g02440主要在青果中表達量較高，Lba09g00701在新葉、莖尖的表達量較高，Lba02g00304在老葉中的表達量較高，Lba09g01923在成熟果中的表達量較高，Lba06g02438在雄蕊中的表達量較高。上述結果說明，枸杞LOX基因具有組織的表達特異性，對枸杞成熟有一定調控作用。

2.7 不同抗性枸杞植株在生物脅迫處理下LOX基因的表達分析

為了探尋可能與枸杞癭螨抗性相關的LOX基因，對不同抗性的枸杞感染癭螨條件下枸杞的LOX基因的誘導表達模式進行了分析，根據轉錄組數據與qPCR結果驗證繪制雙Y軸柱狀-點線圖。圖7中結果顯示，LOX基因在抗性枸杞品種中科1號、易感枸杞品種寧杞8號感染癭螨與未感染癭螨條件下具有不同的表達模式。在寧杞8號感染癭螨的枸杞植株中，Lba06g02441、Lba02g00304這2個基因的相對表達量最高；Lba05g1585、Lba05g1588、Lba09g01923、Lba06g02438基因在未感染癭螨的寧杞8號枸杞植株中的表達量較高。在中科1號感染癭螨枸杞植株中，Lba06g02439、Lba02g00307這2個基因有較高表達量；Lba07g01467、Lba07g01470、Lba09g00701、Lba06g02440、Lba03g03083基因在未感染癭螨的中科1號枸杞植株中的表達量最高。上述結果說明，對于不同抗性枸杞植株來說，LOX基因具有不同表達模式，同時對于有無生物脅迫，不同LOX基因也表達出了不同模式。Lba06g02440、Lba07g01467、Lba03g03083、Lba07g01470、Lba09g00701、Lba06g02439、Lba02g00307基因對抗性枸杞植株更加敏感，而Lba06g02441、Lba02g00304、Lba05g01585、Lba05g01588、Lba09g01923、Lba02g02439基因對非抗性枸杞植株更加敏感，Lba06g02441、Lba02g00304、Lba06g02439、Lba02g00307基因對于生物脅迫更加敏感，其他基因對于生物脅迫敏感度很低或幾乎不敏感。在中科1號植株中，Lba06g02440、Lba07g01470、Lba09g00701、Lba06g02439這4個基因在感染癭螨后表達量明顯升高；在寧杞8號枸杞植株中，Lba05g01588、Lba09g01923這2個基因在感染癭螨后的表達量也有較明顯的上升。qPCR分析基因的相對表達量結果與轉錄組結果的趨勢基本一致。

3 討論

LOX基因廣泛存在不同植物中，不同植物中LOX基因家族成員數目不同。目前，研究人員分別在擬南芥、水稻、花生、高粱、大豆、梨、番茄等植物中發現6、14、36、11、36、107、14個LOX成員［26-30］。本研究在全基因組范圍內對枸杞LOX基因家族成因進行鑒定，共獲得13個LOX基因。通過對枸杞LOX蛋白的理化性質進行分析，發現氨基酸長度差異很大，大多數枸杞LOX蛋白家族成員不穩定。LOX蛋白家族成員為親水性蛋白，59%的pI大于7，表明大多數LOX蛋白在自然生理條件下呈堿性。亞細胞定位預測結果顯示，大多數枸杞LOX蛋白位于細胞質中，說明其主要在細胞質上行使功能，這與汪美佳對槲樹LOX蛋白的理化性質分析結果［31］一致。

本研究利用生物信息學方法，通過對枸杞基因組的鑒定分析，共篩選出13個LOX枸杞基因家族成員，它們不均勻地分布于6條染色體上。利用亞細胞定位軟件對13個基因進行了初步預測，該預測可以為LOX基因的功能預測提供一些線索。定位結果表明，LOX基因廣泛分布于枸杞植株內，除了細胞質外，還有一部分存在于細胞核、葉綠體上。Lba09g00701、Lba06g02441基因位于細胞核上，Lba02g00304、Lba05g01588、Lba02g00307基因定位于葉綠體上，其他LOX家族成員均定位于細胞質中。該結論可通過后續試驗對其進行亞細胞定位，對其關鍵基因進行進一步試驗驗證。對于LOX基因而言，它在不同組織細胞中可能會有不同的功能表達。例如在對馬鈴薯LOX基因家族的研究分析中發現，馬鈴薯LOX基因定位于細胞質中，且該基因主要對馬鈴薯塊莖的生長發育起到調控作用［32］。在前期的生物信息學分析中，將鑒定的13個枸杞LOX基因與擬南芥、馬鈴薯、野生煙草、紅花煙草、

楊樹共44個LOX基因通過MEGA構建進化樹，并借鑒擬南芥LOX基因家族的分類標準將其分為9-LOX、13-LOX這2個大的亞家族。結果表明，在進化樹中，枸杞大多數LOX基因與ATLOX5基因聚在一起。而在植物綠葉形成揮發性化合物的過程中，ATLOX5起到了重要作用。因此，推測定位于細胞質中的枸杞LOX基因在枸杞植株的生長發育及對脅迫的響應調控過程中也可能也會通過形成揮發性的物質來發揮其功能，9-LOX亞家族的Lba0g00701與ATLOX1聚類結果相近，這說明這幾個基因可能對枸杞植株側根發育有一定影響［33］。但是，最終結果尚需通過轉基因植株進行驗證。

基因表達熱圖分析結果顯示，枸杞LOX基因在油棕中雌蕊、雄蕊、新葉、老葉、青果、成熟果和莖尖中均有不同程度的表達，具有不同的組織表達模式，其中Lba03g03083、Lba07g01467、Lba06g02439基因分別在黑果枸杞新葉、青果、雄蕊中有較高水平表達，推測這些基因可能參與黑果枸杞果實發育。Lba05g01588、Lba06g02440、Lba09g00701、Lba06g02438基因分別在寧杞1號枸杞的雌蕊、青果、新葉、雄蕊中具有較高表達量，推測這些基因可能與寧杞1號枸杞的生長發育有關。研究發現，在擬南芥中，LOX基因也可參與其開花、發育和外界脅迫誘導的植株個體衰老等多個生理過程［34-35］。下一步可通過轉基因等技術驗證其基因功能。

本研究根據基因結構域，將枸杞LOX基因家族成員分為3組。結構域分析結果揭示了與LOX基因相關的典型結構域，例如LH2、Lipoxygenase。13個枸杞LOX基因家族成員在其結構中至少具有這些結構域之一，這與李志遠等對煙草和楊樹的研究結果［36-37］相似。

通過順式作用元件的分析，發現LOX基因有可能在多個生物過程中起到調控作用。在對枸杞的13個LOX基因進行的分析中，共檢測到36個光響應元件、32個茉莉酸甲酯響應元件、22個脫落酸響應元件、7個水楊酸反應響應元件、7個生長素應答元件、13個低溫響應元件、31個無氧響應元件。順勢作用元件分析結果表明，13個LOX基因在枸杞生長發育及對脅迫的防御過程中有著不可或缺的作用，但是最終結論還需要通過試驗來進一步驗證。有研究發現，LOX基因可參與調節植物對一系列生物、非生物脅迫的響應，這與本研究結論相似［38］。因此，枸杞植株的生長發育及對脅迫的防御反應可能與LOX基因對激素信號通路的特異性介導調控有關。在植株體內，茉莉酸途徑、水楊酸途徑主要響應病原菌的入侵［39］。雖然兩者對不同類型病原菌均有響應，但已有的研究結果顯示，茉莉酸、水楊酸在對病原菌侵入的防御過程中具有協同作用［40］。枸杞LOX基因具有水楊酸、茉莉酸2種信號傳導途徑的響應應答元件，表明枸杞LOX基因具有抗菌活性。

4 結論

本研究從枸杞樣本中識別出了13個LOX基因，并且所有檢測到的枸杞LOX蛋白中都包含LH2的結構域。此外，經過鑒定，枸杞LOX家族的成員被劃分為9-LOX、13-LOX這2個子家族，其中 13-LOX 進一步可以被分類為TypeⅠ、TypeⅡ這2個子家族。通過對表達模式的分析，發現部分LOX家族成員在組織表達上具有特異性。在枸杞中，大部分LOX家族的成員都對不同的抗性枸杞植株及是否受到生物脅迫的處理作出了反應，并且LOX家族成員含有與光響應、激素調節、脅迫等多方面有關的作用元件，枸杞LOX家族成員可能在植物防御反應中具有重要作用。研究結果可為抗蟲基因的克隆和基因功能驗證奠定基礎。

致謝：

感謝北京林業大學陳金煥教授提供寧夏枸杞不同器官以及果實不同發育階段轉錄組測序數據。

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