Peucedanum praeruptorum愈伤组织发育与分化过程中WOX基因的进化机制及其特征分析

《Planta》：Evolutionary insight and characterization of WOX genes in callus development and differentiation of Peucedanum praeruptorum

半枝莲WOX基因在愈伤组织形成中的功能解析及调控机制研究。通过多组学分析系统鉴定出3个核心WOX基因（PpWOX9/14/15），揭示其分类地位、光响应调控元件及基因组重复事件。表达谱显示PpWOX9和15在发育阶段显著上调，共表达网络及核定位实验证实其调控核心作用。该成果为药用植物资源保护提供分子依据。

　　

摘要

主要结论

我们从Peucedanum praeruptorum中成功分离出了对愈伤组织形成和发育至关重要的WOX基因，证实了PpWOX9、PpWOX14和PpWOX15在这一过程中的作用。

摘要

WUSCHEL (WUS)-相关同源框（WOX）基因家族因其在调控基本发育过程（如干细胞维持、器官形态发生和胚胎模式形成）中的关键作用而至关重要，这些过程是植物生长和适应性的基础。它们形成了复杂的调控网络，以确保细胞稳态并实现无限生长，揭示了植物的进化创新及其如何形成复杂的结构。然而，WOX基因成员在P. praeruptorum中调节愈伤组织发育和分化的具体作用仍不清楚。通过使用生物信息学、基因组学和转录组学方法，我们对P. praeruptorum在愈伤组织形成过程中的WOX基因的结构组成、家族分类、进化关系和表达模式进行了系统分析。根据系统发育树，PpWOX蛋白被分为三个主要亚支。Cis-作用元件分析表明，许多PpWOX基因拥有多个光响应元件（LREs），这表明光信号显著影响这些基因的表达。同线性分析显示，在它们的进化历史中存在八次全基因组复制（WGD）和片段复制事件，这可能促进了PpWOX基因的扩展。表达谱显示，在愈伤组织形成过程中，PpWOX基因的表达水平存在差异，其中PpWOX9、PpWOX13、PpWOX14、PpWOX15和PpWOX16的表达水平高于其他PpWOX基因。qRT-PCR分析表明，PpWOXs的表达水平在六个不同阶段有所不同。在体细胞发育阶段，PpWOX9和PpWOX15的表达水平显著升高。转录共表达分析显示，PpWOX9、PpWOX14和PpWOX15表现出相似的共表达模式。利用烟草原生质体进行的亚细胞定位研究表明，PpWOX9和PpWOX15基因特异性地定位于细胞核中。我们的发现为研究P. praeruptorum资源中的WOX基因提供了科学参考。