热带作物学报

引物名称Primer name	序列（5′-3′）Sequences (5′-3′)	退火温度Tm/℃	用途Purpose
ZFP11-F	AGCGAAAGGTCAGGTAAGGTGTA	57.2	编码区克隆
ZFP11-R	AAGAGGGCAATCGAAAATAGAGA
QZFP11-F	GTTGTGCGAGTGGCGTGAGAGTA	61.5	荧光定量检测
QZFP11-R	CCCAGTTCAAAGGGCTGGTGATA
QMDH-F	GCTGGTCTCATCTATTCTTTCC	58.0	内参基因
QMDH-R	CGTCCAACTTCTTCCTTGAG

引物名称Primer name	序列（5′-3′）Sequences (5′-3′)	退火温度Tm/℃	用途Purpose
ZFP11-F	AGCGAAAGGTCAGGTAAGGTGTA	57.2	编码区克隆
ZFP11-R	AAGAGGGCAATCGAAAATAGAGA
QZFP11-F	GTTGTGCGAGTGGCGTGAGAGTA	61.5	荧光定量检测
QZFP11-R	CCCAGTTCAAAGGGCTGGTGATA
QMDH-F	GCTGGTCTCATCTATTCTTTCC	58.0	内参基因
QMDH-R	CGTCCAACTTCTTCCTTGAG

澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11响应干旱和高温胁迫的功能分析

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杨祥燕 ¹ , 蔡元保 ¹^,^* , 曾黎明 ¹ , 杨为海 ²^,^* , 林玉虹 ¹ , 巫辅民 ¹ , 赵渊 ¹ , 胡玲 ¹

热带作物学报 | 组学与生物技术 2025,46(3): 524-533

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热带作物学报 |组学与生物技术 2025 , 46 (3) : 524 -533

澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11响应干旱和高温胁迫的功能分析

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杨祥燕¹, 蔡元保¹^,^*, 曾黎明¹, 杨为海²^,^*, 林玉虹¹, 巫辅民¹, 赵渊¹, 胡玲¹

作者信息

^1.广西壮族自治区亚热带作物研究所/广西亚热带特色水果质量安全控制重点实验室，广西南宁　530001

^2.宜春学院生命科学与资源环境学院，江西宜春　336000

通讯作者:

^* 蔡元保（CAI Yuanbao），E-mail：caiyuanbao205@163.com

杨为海（YANG Weihai），E-mail：seayang2004@126.com。

Functional Analysis of Zinc Finger Protein Gene MiZFP11 from Macadamia in Response to Drought and High Temperature Stresses

Xiangyan YANG¹, Yuanbao CAI¹^,^*, Liming ZENG¹, Weihai YANG²^,^*, Yuhong LIN¹, Fumin WU¹, Yuan ZHAO¹, Ling HU¹

Affiliations

^1.Guangxi Key Laboratory of Quality and Safety Control for Subtropical Fruits / Guangxi Subtropical Crops Research Institute, Nanning, Guangxi 530001, China

^2.College of Life Science and Resources and Environment, Yichun University, Yichun, Jiangxi 336000, China

出版时间: 2025-03-25 doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2025.03.002

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摘要

收起

CCCH型锌指蛋白在植物生长发育及响应逆境胁迫中发挥重要的调控作用。本研究以澳洲坚果JW和桂热1号品种为试验材料，采用RT-PCR技术获得澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11，分析其编码蛋白的结构特征和亚细胞定位，并利用实时荧光定量PCR技术分析其在不同组织中以及干旱、高温胁迫下的表达水平。RT-PCR克隆结果表明，克隆获得的澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11（GenBank注册号为MT332641），与CCCH型锌指蛋白基因较高同源。生物信息学分析表明，澳洲坚果MiZFP11蛋白相对保守的C端含有LCCL结构域，属于C3H13亚类锌指蛋白。蛋白基本性质分析表明，MiZFP11蛋白是不稳定的亲水蛋白和非分泌非跨膜蛋白，且以丝氨酸磷酸化修饰为主。蛋白高级结构分析表明，MiZFP11蛋白的二级和三级结构主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链交错组成。烟草叶片的瞬时表达和共聚焦显微分析显示，MiZFP11蛋白定位于细胞核，与亚细胞定位预测结果一致。实时荧光定量PCR分析表明，澳洲坚果JW和桂热1号品种的MiZFP11基因在叶片中的表达量最高，在根、小花和小果中也有较高的表达量，在茎中的表达量则最低。干旱胁迫1~36 h，叶片中的MiZFP11基因在JW品种中表现出“升-降-升-降”的表达模式，在桂热1号品种中表现出“升-降”的表达模式，2个品种整体上均受诱导上调表达。高温胁迫1~36 h，叶片中的MiZFP11基因在JW和桂热1号品种中均表现出“升-降”的上调表达模式，且JW品种的表达量明显高于桂热1号品种。因此，MiZFP11基因在不同组织中均有显著差异表达，且受干旱和高温胁迫诱导后显著上调表达，推测MiZFP11基因在澳洲坚果组织生长发育，尤其在响应干旱和高温胁迫中起重要作用。

关键词

澳洲坚果 / CCCH型锌指蛋白 / 干旱胁迫 / 高温胁迫 / 功能分析

Abstract

收起

CCCH-type zinc finger protein plays an important regulatory role in plant growth, development, and response to stress. In this study, a zinc finger protein gene MiZFP11 was isolated from macadamia (Macadamia integrifolia) variety JW and Guire No.1 by RT-PCR, and the structural characteristics and subcellular localization of its encoded protein was analyzed. Expression levels of MiZFP11 in drought and high temperature treatments and the tissues of macadamia were investigated by quantitative real-time PCR. RT-PCR cloning showed that a new gene MiZFP11 from macadamia was highly homologous to CCCH zinc finger protein genes, with GenBank registration number MT332641. Bioinformatics analysis indicated that MiZFP11 belonged to C3H13 subclass zinc finger protein with an LCCL domain at relatively conservative C-terminus. Analysis of protein basic properties indicated that MiZFP11 was an unstable hydrophilic protein without signal peptide and transmembrane segment, which was mainly phosphorylated with serine. Protein structure analysis showed that the secondary and tertiary structures of MiZFP11 were mainly composed of random coil,α-helix and extended strand. Transient expression of tobacco leaves and the confocal microscopy detection indicated that MiZFP11 was localized in the nucleus, which was consistent with the subcellular localization predicted results. qRT-PCR analysis showed that expression of MiZFP11 gene was highest in leaves of macadamia variety JW and Guire No.1, next was in roots, small flowers and small fruits, with the lowest in stems. Under drought stress for 1-36 hours, expression level of MiZFP11 gene in leaves increased with an “up-down-up-down” pattern in JW and an “up-down” pattern in Guire No.1. Under high temperature stress for 1-36 hours, expression level of MiZFP11 in leaves increased with “up-down” patterns in JW and Guire No.1, and expression level in JW was significantly higher than that of Guire No.1. Therefore, MiZFP11 was significantly expressed in different tissues of macadamia, and was significantly up-regulated under drought and high temperature stresses, which speculated that MiZFP11 gene plays an important role in the growth and development of macadamia tissues and the response to drought and high temperature stresses.

Key words

macadamia / CCCH zinc finger protein / drought stress / high temperature stress / functional analysis

引用本文

杨祥燕, 蔡元保, 曾黎明, 杨为海, 林玉虹, 巫辅民, 赵渊, 胡玲. 澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11响应干旱和高温胁迫的功能分析. 热带作物学报, 2025 , 46 (3) : 524 -533 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2025.03.002

Xiangyan YANG, Yuanbao CAI, Liming ZENG, Weihai YANG, Yuhong LIN, Fumin WU, Yuan ZHAO, Ling HU. Functional Analysis of Zinc Finger Protein Gene MiZFP11 from Macadamia in Response to Drought and High Temperature Stresses[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2025 , 46 (3) : 524 -533 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2025.03.002

正文

收起

澳洲坚果（Macadamia integrifolia）是山龙眼科（Proteaceae）澳洲坚果属（Macadamia）名优果树，原产于澳洲亚热带雨林地区，享有“坚果之王”的美誉，中国的澳洲坚果种植面积居于全世界首位。由于全球干旱、高温天气频繁及国内主产区多为山地种植，水分和温度成为影响澳洲坚果生长发育及稳产、增产的关键因子^[1]。锌指蛋白（zinc finger protein，ZFP）是一类含有以锌指结构域为特征的转录因子，在植物生长发育、逆境胁迫应答等方面起着重要的调控作用^[2]。因此，挖掘澳洲坚果锌指蛋白基因及功能验证，为了解澳洲坚果的生长发育及干旱、高温胁迫应答的分子基础提供重要的科学理论依据。

锌指蛋白是植物基因组中最为丰富的转录因子家族之一，通过保守残基半胱氨酸（Cys）和组氨酸（His）与Zn²⁺相结合，形成稳定的手指结构域，在细胞生长与分化、基因表达调控、蛋白-蛋白互作等生命活动过程中起重要的作用^[3]。依据手指结构域的半胱氨酸和组氨酸的数目与位置，可将锌指蛋白分成C2H2、C2C2、C2HC、C3H（即CCCH）、C3HC4、C4HC3等多个类型。其中，C2H2型的成员在细胞内的数目最多，在植物中的相关研究也最多，其相关功能也最为清楚，而CCCH型的成员数目最少，在植物中的相关研究相对较少^[4]。CCCH型锌指蛋白广泛存在于动植物和微生物中。目前，在植物中，虽然已经主要从模式植物全基因组中鉴定出CCCH型锌指蛋白成员，如从拟南芥和水稻中分别鉴定出68个和67个成员^[5]，从毛果杨鉴定出91个成员^[6]，从番茄鉴定出80个成员^[7]，从马铃薯鉴定出50个成员^[8]。但是只有少数CCCH型锌指蛋白在植物研究中获得功能验证。综合已有的CCCH型锌指蛋白基因的功能研究表明，CCCH型锌指蛋白基因在植物生长发育、种子萌发、叶片衰老、诱导开花等生育过程^[9-11]，同时在响应盐、干旱和高温胁迫及病原菌侵染等生物或非生物胁迫中起着重要的调控作用^[2,12-14]。

CCCH型锌指蛋白基因在植物生长发育及响应逆境胁迫中发挥着重要的调控功能，但澳洲坚果CCCH型锌指蛋白基因的功能研究在国内外还尚未报道。本研究以澳洲坚果JW和桂热1号品种为试验材料，克隆获得CCCH型锌指蛋白基因MiZFP11，分析其编码蛋白的结构特征和亚细胞定位，并利用实时荧光定量PCR技术分析MiZFP11基因在不同组织器官中以及其在干旱、高温胁迫下的表达水平，为深入研究CCCH型锌指蛋白基因在澳洲坚果生长发育和耐旱、耐热下的分子机理提供科学依据，并为澳洲坚果耐旱、耐热品种的遗传选育提供优异基因和技术指导。

1　材料与方法

收起

1.1　材料

本研究采用的材料为澳洲坚果（Macadamia integrifolia）JW和桂热1号品种，由广西亚热带作物研究所提供与鉴定。JW和桂热1号品种属于国内澳洲坚果主要栽培品种，JW品种具有适应性强、耐高温极强、抗旱性较好等特性；桂热1号品种具有对高温敏感、抗旱性较差等特性。植物RNA提取试剂盒、DNA消化酶、荧光定量PCR试剂、反转录试剂盒、DNA回收试剂盒、pMD20-T载体等生化试剂和试剂盒购于TaKaRa公司。

1.2　方法

1.2.1　样品处理、RNA提取与cDNA合成

组织表达分析样品：以树龄5~6 a的澳洲坚果JW和桂热1号品种嫁接苗为取样试材，分别收集苗期的根、茎、叶和刚开放的小花、谢花后30~45 d的小果。干旱和高温胁迫表达分析样品：将接穗苗龄6 m的澳洲坚果JW和桂热1号品种嫁接苗，用20%浓度的PEG 6000干旱处理和42 ℃高温处理，分别收集处理后1、3、6、12、24、36 h的叶片样品，以0 h为试验对照（CK），每个试验重复3次。采用蔡元保等^[15]的CTAB改良法提取与纯化样品的总RNA，并通过反转录试剂盒合成所有样品的cDNA。

1.2.2　目的基因克隆

在本课题组澳洲坚果耐旱和耐高温转录组测序的基础上，根据基因表达差异的显著性，筛选获得MiZFP11基因。通过同源序列比对，在该基因的编码区外设计引物ZFP11-F和ZFP11-R（表1），并由北京擎科生物科技公司合成引物。以澳洲坚果JW和桂热1号品种叶片的cDNA为模板，扩增包括编码区在内的MiZFP11基因全长序列。利用DNA回收试剂盒回收目的片段，连接到pMD20-T载体上，并送至北京擎科生物科技公司进行测序。

1.2.3　生物信息学分析

基于NCBI数据库和SMART在线软件（http://smart.embl-heidelberg.de/）分析MiZFP11蛋白的保守结构域。通过NCBI数据库进行蛋白同源序列比对，并使用DNAMAN 9.0软件进行蛋白序列的多重比对，构建同源蛋白的系统进化树（自举值为1000）。利用ProtParam（http://web.expasy.org/protparam/）和NetPhos 3.1（https://services.healthtech.dtu.dk/services/NetPhos-3.1/）在线软件分别分析MiZFP11蛋白的理化性质和磷酸化位点。使用PSORT（http://www.psort.org）、SignalP-5.0（http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/）和TMHMM 2.0（https://services.healthtech.dtu.dk/services/TMHMM-2.0/）在线软件分别预测MiZFP11蛋白的亚细胞定位、信号肽和跨膜结构。采用SOPMA（http://www.expasy.org）和SWISS-MODEL（http://swissmodel.expasy.org/）在线软件分别进行MiZFP11蛋白的二级结构分析和三级结构的同源建模^[16]。

1.2.4　亚细胞定位分析

将澳洲坚果MiZFP11基因的CDS插入绿色荧光蛋白载体pBWA(V)HS-GFP（武汉伯远生物科技有限公司），构建含目的基因的融合表达载体pBWA(V)HS-MiZFP11-GFP。将空载体（对照）和融合表达载体通过电转化法转入农杆菌（GV3101）感受态细胞。将OD₆₀₀约为0.6的农杆菌侵染液注射到烟草叶片下表皮内，弱光培养48 h后取样，采用激光共聚焦荧光显微镜检测叶片中荧光信号的分布情况。

1.2.5　组织和胁迫表达分析

以苹果酸脱氢酶基因MDH作为内参基因^[17-18]，设计MiZFP11基因和内参基因的荧光定量PCR引物（表1）。以澳洲坚果JW和桂热1号品种cDNA为模板，利用荧光定量PCR分析MiZFP11基因在不同组织的表达水平，以及在干旱和高温胁迫下叶片中的表达水平。实时荧光定量PCR的反应体系（20 μL）：10 μL 2×SYBR Green qPCR Master Mix、1 μL cDNA模板、上/下引物各1.0 μL，ddH₂O补足。反应程序：95 ℃预变性2 min；95 ℃变性10 s，58.0 ℃或61.5 ℃退火30 s，72 ℃延伸20 s，40个循环。所有RT-qPCR实验技术重复和样品重复均为3次。

1.3　数据处理

应用2^-ΔΔCt法分析MiZFP11基因的相对表达量^[19]，并使用SPSS 18.0软件分析表达量的差异显著性。

2　结果与分析

收起

2.1　 MiZFP11基因克隆

用澳洲坚果JW和桂热1号品种的叶片cDNA作为PCR模板，用全长引物克隆MiZFP11基因的编码区。结果表明（图1），2个品种的MiZFP11基因序列一致，cDNA全长2817 bp，开放阅读框ORF为2436 bp，编码811个氨基酸。序列比对显示，MiZFP11基因与植物锌指蛋白（ZFP）家族基因的核苷酸序列都有73%以上的相似性。因此，将该基因命名为MiZFP11，GenBank登录号为MT332641。

2.2　MiZFP11蛋白的同源性比对

筛选出NCBI数据库同源性高的锌指蛋白与MiZFP11蛋白进行多序列同源比对。结果显示（图2），MiZFP11蛋白与其他植物已知的CCCH型锌指蛋白具有极高的同源性，尤其是该家族的C3H13亚类蛋白，如与莲（Nelumbo nucifera）NnC3H13（XP_010272511.1）达到76.85%，与华盖木（Magnolia sinica）MsC3H13（XP_058110946.1）达到73.71%，与胡杨（Populus euphratica）PeC3H13（XP_011010612.1）达到68.10%，与决明（Senna tora）StC3H13（KAF7820600.1）达到65.95%。而且，这些CCCH型锌指蛋白都含有钾依赖钠钙交换体的特征序列和LCCL结构域，尤其是蛋白C端的氨基酸序列相对保守。

2.3　澳洲坚果MiZFP11蛋白的系统进化分析

为了明确不同植物间CCCH型锌指蛋白的系统进化关系，选择26个物种的代表性CCCH型C3H13亚类锌指蛋白构建系统进化树。结果显示（图3），MiZFP11蛋白与CCCH型锌指蛋白的C3H13亚类成员具有高度的同源性，所有C3H13亚类成员被明显分成2个组（Ⅰ和Ⅱ），其中Ⅰ组又分成3个亚组（Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3），Ⅱ组又分成2个亚组（Ⅱ-1和Ⅱ-2），MiZFP11蛋白被分在Ⅱ-2亚组，与莲NnC3H13（XP_010272511.1）和华盖木MsC3H13（XP_058110946.1）的同源性最高，处于同一亚组，推测具有类似的结构和功能。

2.4　澳洲坚果MiZFP11蛋白的基本性质分析

MiZFP11蛋白的基本理化特性分析结果表明，MiZFP11蛋白的分子式为C₄₀₀₅H₆₃₉₀N₁₂₄₀O₁₃₀₆S₂₈，分子量为93.706 kDa，总原子数是12 969，蛋白等电点为6.63，带负电荷的残基数（Asp+Glu）为150个，带正电荷的残基数（Arg+Lys）为145个，不稳定系数为49.07（>40，为不稳定蛋白），平均亲水性系数为-1.235（负数，为亲水蛋白），因此推测MiZFP11蛋白是不稳定的亲水蛋白。

采用NetPhos 3.1软件分析MiZFP11蛋白的磷酸化位点显示，该蛋白含有50个丝氨酸Ser、36个苏氨酸Thr和11个酪氨酸Tyr，说明MiZFP11蛋白发挥调控功能可能以丝氨酸磷酸化修饰为主。SignalP-5.0和TMHMM 2.0软件分析显示，MiZFP11蛋白不存在信号肽和跨膜结构，为非分泌非跨膜蛋白。

2.5　澳洲坚果MiZFP11蛋白的高级结构分析

利用SOPMA在线软件分析MiZFP11蛋白二级结构的结果显示（图4），MiZFP11蛋白的二级结构由58.20%的无规则卷曲（主要集中在蛋白的N端）、26.76%的α-螺旋、10.97%的延伸链和4.07%的β-转角组成。以蛋白质数据库中巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）CCCH型锌指蛋白（A0A6A6K2X0.1.A）为模板，通过SWISS-MODEL网站预测MiZFP11蛋白的三维立体结构。三级结构的同源建模分析显示（图5），MiZFP11蛋白与模板蛋白质具有70.47%的高度序列相似性，GMQE值为0.51，该蛋白主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链交错组成。可见，MiZFP11蛋白三级结构预测与二级结构的分析结果基本一致。

2.6　MiZFP11蛋白的亚细胞定位分析

通过PSORT软件的预测分析表明，澳洲坚果MiZFP11蛋白定位在细胞核高达82.6%中的概率。为进一步验证亚细胞定位的预测结果，将空载体pBWA(V)HS-GFP和融合表达载体pBWA(V)HS-MiZFP11-GFP，分别转入农杆菌GV3101后注射到烟草叶片下表皮进行瞬时表达分析。激光共聚焦荧光显微镜检测结果显示（图6），注射空载体的烟草整个表皮细胞均分布很强的绿色荧光信号，而注射融合表达载体的烟草仅在细胞核中显示绿色荧光信号，表明澳洲坚果MiZFP11蛋白定位在细胞核，与预测结果一致，具有核蛋白的功能作用。

2.7　 MiZFP11基因的组织表达分析

采用实时荧光定量PCR，分析澳洲坚果MiZFP11基因在JW和桂热1号品种不同器官组织中的表达水平。结果显示（图7），在澳洲坚果JW和桂热1号品种中，MiZFP11基因在根、茎、叶、小花、小果等器官组织中均有不同程度的表达，其表达量差异显著，其中叶片中的表达量最高，显著高于其他组织，在根、小花和小果中也有较高的表达，在茎中的表达量则最低。

2.8　 MiZFP11基因在干旱胁迫下的表达分析

采用实时荧光定量PCR分析MiZFP11基因在干旱胁迫下的表达水平。结果显示（图8），MiZFP11基因在JW品种中受干旱胁迫1、3 h后，在叶片中的表达量显著上升，之后有所下降，在24 h又达到最高峰，表现出“升-降-升-降”的上调表达模式；在桂热1号品种中受干旱胁迫后，该基因在叶片中的表达水平显著上升，在12 h达到最高峰，之后有所下降，表现出“升-降”的上调表达模式。

2.9　 MiZFP11基因在高温胁迫下的表达分析

采用实时荧光定量PCR分析澳洲坚果JW和桂热1号品种的MiZFP11基因在高温胁迫下的表达水平。结果显示（图9），MiZFP11基因受高温胁迫诱导后的表达水平显著上升，JW和桂热1号品种分别在24 h和6 h达到最高峰，之后表达量有所下降，且JW品种在各处理时间点的表达量明显高于桂热1号品种，2个品种的表达情况均表现出“升-降”的上调表达模式。

3　讨论

收起

CCCH型锌指蛋白是一种真核生物中普遍存在的带有锌指结构域的转录调节因子，其中植物CCCH型锌指蛋白已被证实是一类具有识别、结合RNA的蛋白^[20-21]。目前，随着全基因组测序技术的日益完善，植物CCCH型锌指蛋白基因家族在拟南芥、水稻、番茄、马铃薯、毛果杨等物种中被鉴定出来^[2-3]。但是，植物CCCH型锌指蛋白功能的相关研究报道并不多，只有少部分的该家族成员获得功能验证。本研究获得澳洲坚果CCCH型锌指蛋白基因MiZFP11，并与该家族的C3H13亚类成员具有高度的蛋白同源性，可见，获得的澳洲坚果MiZFP11基因是植物CCCH型C3H13亚类锌指蛋白的新成员。而且，26个代表性C3H13亚类锌指蛋白可明显被聚类成2个系统进化分支，推测澳洲坚果MiZFP11蛋白与其同一分支的高度同源蛋白具有类似的结构和功能。

蛋白质磷酸化研究对于了解蛋白结构功能具有重要的指导意义^[22-23]。MiZFP11蛋白主要是丝氨酸磷酸化修饰，说明MiZFP11蛋白发挥调控功能中丝氨酸磷酸化起着重要的作用。CCCH型锌指蛋白普遍分布在植物细胞中的不同位置，其亚细胞定位也具有多样性，但主要定位于细胞核，如水稻OsDOS蛋白定位于细胞核^[9]，拟南芥KHZ1和KHZ2蛋白也定位于细胞核^[24]，侧金盏花AaZFP3蛋白主要定位于转基因烟草和拟南芥的细胞质中^[11]，蜡梅CpC3H3蛋白具有核定位信号却定位于转基因拟南芥的细胞膜^[13]。MiZFP11蛋白作为一个非分泌非跨膜的亲水蛋白，定位于细胞核，具有核蛋白的功能作用。

CCCH型锌指蛋白的空间结构及蛋白序列相对保守。澳洲坚果MiZFP11蛋白的高级结构主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链组成，无规则卷曲主要集中在蛋白的N端，尤其是具有功能结构域的保守C端富含α-螺旋和延伸链，这对于稳定MiZFP11蛋白的空间结构和功能发挥具有重要作用。MiZFP11蛋白的生物信息学分析结果，符合转录因子的特性。MiZFP11蛋白作为锌指类的转录因子，其分析结果为MiZFP11蛋白行使生物学功能提供科学依据。

CCCH型锌指蛋白在植物生长发育、种子萌发、叶片衰老等方面发挥重要的调控作用^[9-10]。而且，CCCH型锌指蛋白基因在植物不同器官组织中普遍表达，并参与其生长发育，如拟南芥的大部分该家族基因在根、叶、花序和种子中均有表达^[5]，其中SOMNUS基因调控种子萌发^[10]，AtC3H17基因多向性影响其营养发育、开花和种子发育^[25]；水稻OsDOS基因参与延缓叶片衰老^[9]；油菜BcMF30a和BcMF30c基因诱导转基因拟南芥花粉败育^[26]。本研究澳洲坚果MiZFP11基因在JW和桂热1号品种的根、茎、叶、小花、小果等器官组织中都有显著差异表达，因此，MiZFP11基因可能参与澳洲坚果不同器官组织的生长发育。

现有研究表明，植物CCCH型锌指蛋白基因在响应逆境胁迫中起着重要的调控作用，如水稻C3H12基因通过JA依赖途径增强对白叶枯病的抗性^[12]，通过ABA信号转导途径陆地棉GhC3H20基因增强拟南芥的耐盐性^[14]，番茄SIC3H39基因调控植株的耐寒性^[27]；尤其在响应干旱胁迫方面起重要作用，如过表达OsC3H47和OsTZF1基因增强水稻的耐旱性^[28-29]，蜡梅CpC3H3基因的异源表达可以提高拟南芥的耐旱性^[13]。本研究在干旱胁迫条件下，叶片中MiZFP11基因在澳洲坚果JW和桂热1号品种中均表现出显著的上调表达；但其表达模式有所差异，可能与这2个品种抗旱性差异有关。可见，CCCH型锌指蛋白MiZFP11可能作为正调控因子，参与澳洲坚果响应干旱胁迫过程。

此外，CCCH型锌指蛋白基因在响应高温胁迫中也起着重要的调控作用，如火龙果HuTZF3基因的异源表达可以提高拟南芥的耐热性^[30]。本研究在高温胁迫下，叶片中MiZFP11基因在澳洲坚果JW和桂热1号品种中均表现出显著的上调表达模式，且JW品种在各高温处理时间点的表达量明显高于桂热1号。在田间表现上，JW品种耐高温极强，而桂热1号品种对高温敏感，易导致夏季高温天气时嫩叶和嫩稍严重黄化。MiZFP11基因在这2个品种的表达特性差异可能与它们对高温胁迫的敏感性有关，有助于解释JW品种的耐热性强于桂热1号。可见，MiZFP11蛋白可能作为正调控因子，参与澳洲坚果响应高温胁迫反应。

综上所述，本研究获得1个澳洲坚果CCCH型C3H13亚类锌指蛋白的新成员MiZFP11蛋白，可能在澳洲坚果组织生长发育及响应干旱、高温胁迫中起重要作用，为进一步研究该家族基因的耐旱和耐热分子机理及澳洲坚果耐旱、耐热品种选育提供科学理论依据。

基金

收起

国家自然科学基金项目(32060652)
广西科技计划项目(桂农科AB241484005)
广西农业科学院基本科研业务专项(桂农科2021YT154)

参考文献

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文献

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2025年第46卷第3期

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文章信息

doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2025.03.002

接收时间：2024-10-03
首发时间：2026-06-25
出版时间：2025-03-25

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作者

出版历史

收稿日期：2024-10-03
录用日期：2024-10-29

基金

国家自然科学基金项目(32060652)

广西科技计划项目(桂农科AB241484005)

广西农业科学院基本科研业务专项(桂农科2021YT154)

作者信息

^1.广西壮族自治区亚热带作物研究所/广西亚热带特色水果质量安全控制重点实验室，广西南宁　530001

^2.宜春学院生命科学与资源环境学院，江西宜春　336000

通讯作者:

^* 蔡元保（CAI Yuanbao），E-mail：caiyuanbao205@163.com

杨为海（YANG Weihai），E-mail：seayang2004@126.com。

参考文献

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/rdzwxb/CN/10.3969/j.issn.1000-2561.2025.03.002

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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