美洲黑楊JAZ基因家族鑒定及其對害蟲取食的表達響應

摘要：JAZ（jasmonate ZIM-domain，JAZ）作為植物特有的基因家族，參與植物生長發育、生物脅迫、非生物脅迫、激素調控等多個途徑。為了探究美洲黑楊（Populus deltoides）JAZ基因家族的特征并預測其功能，本研究對美洲黑楊JAZ基因家族進行了全基因組鑒定和分析。結果表明：在美洲黑楊基因組中共鑒定出13個PdJAZ家族蛋白，劃分為3個亞組。所有PdJAZ蛋白都具有ZIM和Jas結構域，并且除PdJAZ8存在于細胞膜和細胞核中其余均位于細胞核中。對篩選出的 13 個 PdJAZ基因對應的蛋白進行理化性質、二（三）級結構分析發現，該家族成員理化性質上具有差異，它們的氨基酸個數在134～475個不等，分子量在1.5～4.1 ku之間，PdJAZ等電點均大于7且不超過10。13個基因的二級結構以α-螺旋和無規則卷曲為主，β-轉角占比極小。物種內共線性分析顯示，PdJAZ基因家族存在7個共線性基因對，PdJAZ9基因不存在共線性關系。motif和基因結構分析顯示，同一分支上的motif組成和內含子外顯子結構相似，不同分支上的差異較大，說明PdJAZ蛋白在功能上應該具有一定的多樣性和保守性。啟動子順式作用元件分析顯示，啟動子區域含有多種植物激素和非生物響應元件，其中脫落酸是數量最多的元件。此外，美洲黑楊PdJAZ基因在蟲害脅迫下根據取食量的不同表現出不同的表達模式，這表明PdJAZ可能在不同程度上參與調控美洲黑楊的抗蟲性。

關鍵詞：美洲黑楊；PdJAZ基因家族；生信分析；生物脅迫

中圖分類號：S792.110.1" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）04-0073-10

收稿日期：2024-09-05

基金項目：河北省自然科學基金（編號：C2022204047、C2022204115）；國家自然科學基金（編號：32201578）；河北省重點研發計劃（編號：22326318D）。

作者簡介：劉凌云（2000—），女，貴州遵義人，碩士研究生，研究方向為林木遺傳育種。E-mail：1609425419@qq.com。

通信作者：顧麗姣，博士，講師，研究方向為林木遺傳育種。E-mail：gulijiao1990@126.com。

JAZ蛋白（jasmonate ZIM-domain proteins）屬于TIFY家族成員，存在于所有陸生植物中，從低等的苔蘚植物到高等的雙子葉植物。值得注意的是，JAZ家族可能起源于陸生植物［1］。JAZ蛋白最初從擬南芥（Arabidopsis thaliana）中分離鑒定，Bai等通過構建的系統發育樹發現，擬南芥中的 12 個JAZ基因與其他被子植物中的JAZ基因一起聚集成5個組［2］。JAZ蛋白亞家族屬于TIFY家族，TIFY蛋白家族根據保守序列結構域分為4個亞家族，包含TIFY、ZIM-like（ZML）、PEAPOD（PPD）和JAZ蛋白亞家族［3］。JAZ 蛋白具有1個保守的 TIFY（也稱為 ZIM）結構域，該結構域包含28個氨基酸，并在其靠近N端一側含有TIF［F/Y］XG保守序列，因此也稱TIFY結構域［4］。ZIM結構域作為1個蛋白-蛋白相互作用的結構域，介導了JAZ蛋白質之間的同源或異源相互作用、與其他蛋白間的相互作用以及與NINJA （novel interactor of JAZ）和TPL （TOPLESS）共抑制子的相互作用［5］。Jas結構域位于JAZ蛋白C末端，具有高度保守的核心序列SLX2FX2KRX2RX5PY，該結構域以SCFCOI1依賴的方式控制JAZ蛋白應答JA（茉莉酸）信號的穩定性，并且是JA-Ile/coronatine與COI1相互作用的關鍵［6］。在茉莉酸信號轉導過程中，TIFY結構域可介導JAZ蛋白與NINJA（novel interactor of JAZ，NIN-JA）互作抑制JA信號轉導，而Jas結構域可與MYC2（myelocytomatosis proteins，MYC）轉錄因子結合抑制其轉錄活性，進而抑制JA應答基因表達［7］。

植物激素在調節植物生長、發育和繁殖中具有關鍵作用［8］，JAZ在調節植物基因表達以響應生物/非生物脅迫以及生長發育方面中起主導作用。例如，棉花根中一些JAZ同源基因在鹽脅迫處理后被上調［9］。冷脅迫應答的核心轉錄因子CBF/DREB1（INDUCER OF CBF EXPRESSION-C-REPEAT BINDING FACTOR/DRE BINDING FACTOR1）的活性通過與JAZ蛋白的直接互作被JAZ蛋白（JAZ1和JAZ4）抑制。與之一致的是JAZ1和JAZ4的過表達株對冷凍反應不敏感［10］。上述試驗證據表明JA通過JAZ蛋白調節ICE-CBF/DREB1信號通路從而正向調節擬南芥的抗凍性。JAZ蛋白還可以通過與MYC2的互作，抑制ERF1對其下游GCC-box、DRE-box及DRE/C-repeat genes的轉錄激活活性，從而影響植株對干旱、高鹽以及高溫脅迫的耐受［11］。此外，Fu等研究發現，OsJAZ1通過調節水稻中的JA和ABA（脫落酸）信號傳導降低水稻抗旱性［12］。水稻OsJAZ9，通過TIFY家族的系統命名法也稱為OsTIFY11a，可以調節水稻的耐鹽性，其通過茉莉酸信號傳導提高對鹽脅迫的抵抗能力［13］。最新研究報道，OsJAZ9還能與OsMYB30互作，正向調控水稻對冷脅迫的抗性［14］。JAZ蛋白可以通過負向調節MYC2，使得MYC2對RD22的轉錄激活被抑制，水稻表現為干旱敏感的表型［15-16］。已有研究發現，JAZ1蛋白可以抑制EIN3/EIL1轉錄因子的活性。而當茉莉酸存在時，JAZ蛋白發生降解，同時激活EIN3/EIL1轉錄因子的活性，進而促進乙烯響應因子ERF表達，最終促進果實成熟［17］。JAZ1、JAZ3、JAZ4、JAZ9蛋白通過與抑制開花有關的 TOE1/TOE2 轉錄因子互作，調節植物的開花［18-19］。

美洲黑楊（Populus deltoides）是楊柳科楊屬植物，樹干高大，枝葉繁茂，速生豐產，適應性強。因其生長迅速，易進行無性繁殖，遺傳變異范圍廣，適合種間和種內雜交，再生周期短，已成為遺傳改良和樹木遺傳研究的合適試驗材料。JAZ基因家族廣泛參與了植物對生物脅迫和非生物脅迫的應答反應，前期對毛果楊JAZ基因家族進行了鑒定和分析［20］，然而美洲黑楊中的JAZ基因家族未鑒定。本研究以美洲黑楊全基因組為基礎，通過生物信息學的分析方法，鑒定出美洲黑楊中存在的JAZ基因家族成員，分析各成員的理化性質、亞細胞定位、染色體定位、保守基序、順式作用元件、進化關系以及蟲害脅迫下表達模式，以期為將來解析美洲黑楊JAZ基因家族功能奠定研究基礎。

1 材料與方法

1.1 美洲黑楊PdJAZ基因家族成員的鑒定

從Phytozome數據庫（https：//phytozome.jgi.doe.gov/）下載美洲黑楊（Populus deltoides WV94 v2.1）基因組數據。利用12個擬南芥（Arabidopsis thaliana）、15 個水稻（Oryza sativa）、6 個玉米（Zea mays），17個核桃（Juglans regia）和13 個北美云杉（Picea sitchensis）的JAZ蛋白序列在美洲黑楊的基因組中進行BLAST比對，鑒定候選PdJAZ基因，獲取PdJAZ的蛋白序列［20］ 。去除重復和冗余后，使用Pfam工具（https：//pfam.xfam.org/）以及CD-search（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi）進行TIFY（也稱為ZIM，PF06200）和JAZ（也稱為 CCT_2，PF09425）結構域驗證，以明確美洲黑楊中的PdJAZ蛋白，并按照其在染色體上的排列順序進行命名。

1.2 PdJAZ蛋白序列分析

使用Expasy（https：//web.expasy.org/protparam/）分析PdJAZ蛋白的相對分子量、等電點、穩定系數、親水性和疏水性。使用Plant-mPLoc進行蛋白亞細胞定位預測（http：//www.csbio.sjtu.edu.cn/bioinf/plant-multi/）。使用SignalP-5.0（http：//www.cbs.dtu.dk/services/SignalP）預測信號肽。TMHMM-2.0（https：//services.healthtech.dtu.dk/services/TMHMM-2.0/）分析蛋白質的跨膜區。使用SOPMA在線軟件（https：//npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl？page=/NPSA/npsa_sopma.html）進行蛋白質二級結構預測。使用SWISS-MODEL（https：//swissmodel.expasy.org/interactive）進行蛋白質同源建模，繪制蛋白三維結構模型。

1.3 多序列比對和系統發育進化樹構建

將美洲黑楊PdJAZ的蛋白序列提交至DNAMAN軟件進行多序列比對。將13個PdJAZ、12個AtJAZ、15個OsJAZ、6個ZmJAZ、17個JrJAZ和13個PsJAZ蛋白序列提交到MEGA 5.05軟件，首先進行蛋白序列比對（Align by ClustalW），將比對結果保存為MEGA格式文件，然后使用鄰接法（neighbor-joining method），重復數1 000，構建進化樹。使用Adobe illustrator和Adobe Photoshop軟件對進化樹進行亞家族的標注。

1.4 染色體定位和共線性分析

使用TBtools軟件中的Gene Location Visualize from GTF/GFF，利用美洲黑楊的GFF文件和PdJAZ的基因號繪制PdJAZ基因在染色體上的分布圖。使用DNAMAN軟件計算相似性。使用TBtools對美洲黑楊基因組進行自身比對，利用Advanced Circos繪制物種內共線性Circos圖。

1.5 美洲黑楊PdJAZ蛋白motif和基因結構

使用MEME在線軟件（https：//meme-suite.org/meme/tools/meme）預測PdJAZ蛋白motif，保存MAST.xml文件。將美洲黑楊的GFF文件和MAST.xml共同提交至TBtools工具中的Gene Structure View（Advanced），從而繪制PdJAZ蛋白的motif分布圖和內含子外顯子結構圖。

1.6 啟動子順式作用元件分析

利用Tbtools軟件中的Gtf/Gff3 Sequences Extract和Fasta Extract or Filter（Quick）調取美洲黑楊PdJAZ基因上游2 000 bp啟動子序列，提交至PlantCARE（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）在線網站預測順式作用元件，篩選其中的脅迫、激素響應等順式作用元件進行統計分析。

1.7 PdJAZ基因蟲害脅迫表達分析

以河北農業大學林木遺傳育種實驗室保存的歐美楊為材料，在2018年開展美國白蛾（Hyphantria cunea）幼蟲取食歐美楊葉片的轉錄組測序，即河北農業大學溫室培養歐美楊無性系組培苗，移栽至溫室，以美國白蛾3齡幼蟲為測試昆蟲，對3月生的歐美楊植株頂端6張葉片套網紗進行飼蟲處理，2 h后分別對葉面積損失1/4、葉面積損失1/8以及未飼蟲處理的對照組（CK）進行取樣，用于轉錄組測序和基因表達分析［21］。本研究從表達譜數據中篩選PdJAZ基因家族的表達信息，使用Heatmap繪制熱圖分析表達模式。

2 結果與分析

2.1 美洲黑楊PdJAZ基因家族的鑒定和基本特征分析

使用美洲黑楊的基因組數據初步篩選獲得PdJAZ的蛋白序列，經去除冗余和查找，對TIFY和Jaz結構域進行驗證，篩選出13個PdJAZ蛋白序列，按照其在染色體上的排列順序命名為PdJAZ1～PdJAZ13。對這13個基因的基因號、染色體定位、編碼序列（CDS）長度、氨基酸數量、相對分子量、等電點、亞細胞定位、內含子、外顯子、信號肽、跨膜數量、不穩定系數、親水性進行了統計（表1），13個PdJAZ基因的編碼序列（CDS）長度在405～1 179 bp 之間，氨基酸數量在134～475個不等，蛋白質分子量在1.5～4.1 ku之間，氨基酸數量和蛋白分子量的平均值分別為 279.3個、2.9 ku，PdJAZ1～PdJAZ13的等電點均大于7，介于7.54～9.96之間，外顯子個數在2～9個之間，內含子個數在1～8個之間，信號肽和跨膜數量都為0，即該蛋白序列不存在跨膜，不穩定系數都在45以上，其中PdJAZ13最大，值為77.64，親水性預測均為負值，表明美洲黑楊中的13個JAZ基因編碼的蛋白都是疏水性蛋白質。亞細胞定位預測結果顯示，除PdJAZ8在細胞膜和細胞核中都有分布外，其余均在細胞核。

由表2可知，利用SOPMA對13個美洲黑楊PdJAZ蛋白二級結構進行分析。美洲黑楊PdJAZ蛋白的二級結構主要為α-折疊和無規則卷曲。其中PdJAZ1的α-折疊占比最高，達到了27.15%，占比最低的是PdJAZ10，為6.89%；而PdJAZ10的無規則卷曲占比最高，達到88.27%，最低的是PdJAZ1，為65.16%；β-轉角只有PdJAZ1存在氨基酸，占比為1.81%，其余的12個蛋白占比都為0。

2.2 PdJAZ蛋白多序列比對和系統進化樹分析

對美洲黑楊中的13個候選基因進行了序列比對，發現了這13個候選基因均具有JAZ基因保守的ZIM和Jas結構域（圖1）。為了進一步分析PdJAZ蛋白的進化特點，使用鄰接法對美洲黑楊、擬南芥、水稻、玉米、核桃和北美云杉中的JAZ蛋白進行系統進化分析（圖2），所有JAZ被劃分成3個不同的亞家族，美洲黑楊的13個PdJAZ在3個亞家族中均有分布。其中組Ⅰ中含有3個PdJAZ，組Ⅱ和組Ⅲ均為5個，并且組Ⅰ、組Ⅱ、組Ⅲ中均有美洲黑楊、擬南芥、水稻、核桃和北美云杉的JAZ分布，這表明該家族在進化過程中具有較高的保守性。

2.3 PdJAZ基因染色體定位和物種內共線性分析

染色體定位結果（圖3）顯示，12個基因共定位在10條染色體上，PdJAZ13未定位在染色體上，其中，第1和第3條染色體上分布基因較多，均分布有2個基因，其余染色體均具有1個基因（圖3）。利用TBtools分析了PdJAZ在美洲黑楊中的線性關系，PdJAZ1和PdJAZ5、PdJAZ2和PdJAZ6、PdJAZ2和PdJAZ4、 PdJAZ4和PdJAZ6、PdJAZ7和PdJAZ8、

PdJAZ8和PdJAZ10、PdJAZ10和PdJAZ11共7對基因存在共線性關系，PdJAZ9不存在線性關系（圖4）。

2.4 氨基酸序列相似性分析

利用在線ClustalW工具對篩選出的13個美洲黑楊的PdJAZ蛋白進行多重序列比對編制成表3，發現它們彼此的氨基酸相似性在7.40%～88.00%之間。其中，PdJAZ8和PdJAZ13的氨基酸相似性最低，僅為7.40%。而PdJAZ9和PdJAZ13的氨基酸相似性最高，高達88.00%。

2.5 美洲黑楊PdJAZ蛋白三維結構分析

通過美洲黑楊PdJAZ蛋白三維結構（圖5）可以發現，具有結構相似度的基因和系統進化樹中的基因分布相同，組Ⅰ中PdJAZ2、PdJAZ4、PdJAZ6結構都不具備相似性；組Ⅱ中PdJAZ10和PdJAZ11蛋白的三級結構相似，而其余PdJAZ7、PdJAZ8和PdJAZ12三級結構則不具備相似性；組Ⅲ中只有PdJAZ3不具備相似性，PdJAZ1和PdJAZ5相似，PdJAZ9和PdJAZ13相似。

2.6 美洲黑楊PdJAZ蛋白基因結構和motif分析

為了更深入解析PdJAZ之間的進化關系，對PdJAZ蛋白進行了基因結構和motif的分析（圖6），基因的結構比較復雜，13個基因中具有5個外顯子和4個內含子的基因有4個，具有7個外顯子和6個內含子的基因有3個，具有6個外顯子和5個內含子的基因有3個，具有2個外顯子和1個內含子的基因有2個，而含有9個外顯子和8個內含子的基因只有1個。利用MEME 網站對基因編碼蛋白進行motif分析（圖6），PdJAZ蛋白的保守基序具有一定的多樣性。所有蛋白的保守基序數目為3～8個不等，大多數PdJAZ蛋白含有4～8個保守基序。其中，PdJAZ12僅含有3個保守基序，有6個蛋白含有4個保守基序，這說明PdJAZ蛋白在功能上應該具有一定的多樣性。此外，處于同一進化分支上的PdJAZ基因結構和motif組成高度相似。

2.7 美洲黑楊PdJAZ啟動子順式作用元件分析

為了分析PdJAZ參與的生物學過程，對美洲黑楊PdJAZ上游2 000 bp區域的啟動子序列進行了分析（圖7），共獲得133個順式作用元件，包括植物激素及植物生長調節劑響應元件、非生物脅迫響應元件等，其中，植物激素響應元件的數量最多，有 106個。美洲黑楊的PdJAZ啟動子含有多種植物激素及植物生長調節劑響應元件，包括脫落酸（ABA）、赤霉素（GA）、茉莉酸（MeJA）、水楊酸（SA）、生長素（IAA）等，其中脫落酸是數量最多的響應元件。該基因家族的啟動子中也含有干旱響應元件、應激和防御響應元件以及低溫響應元件等非生物脅迫響應元件。這些結果表明，美洲黑楊PdJAZ基因家族成員與激素信號轉導途徑與響應環境脅迫密切相關。

2.8 PdJAZ在美國白蛾幼蟲取食楊樹葉片的表達模式分析

為研究美洲黑楊PdJAZ基因在蟲害脅迫下的特異性表達情況，對歐美楊植株進行2 h飼蟲處理后，轉錄組數據分析結果發現（圖8），未經歷飼蟲處理的對照組中PdJAZ10基因的表達量為對照組中最高，而PdJAZ13的表達量則為0；在啃食面積達1/4

的葉片中，PdJAZ6基因的表達量為全組最高，接近900；PdJAZ4和PdJAZ5的表達量在2個啃食面積中均較高，而PdJAZ13則均為最低。PdJAZ3、PdJAZ9和PdJAZ13蟲害脅迫下表達量變化不明顯。相較于對照組，當葉片遭受啃食后，PdJAZ10、PdJAZ3呈現下調表達模式，而其余基因均呈現上調表達趨勢。在上調表達基因中，除PdJAZ13外，與對照相比，1/4葉片損失條件下基因上調表達值是對照的1.84～1 221.58，1/8葉片損失條件下基因上調表達值是對照的1.16～729.04，上調倍數前5的PdJAZ基因為PdJAZ2、PdJAZ9、PdJAZ1、PdJAZ5和PdJAZ4，表明它們在蟲害脅迫響應中發揮著重要作用。

3 討論

JAZ基因家族在不同物種中的成員數量不盡相同。例如，擬南芥中有12個JAZ基因，水稻中有15個，玉米中有6個，核桃中有17個，北美云杉中有13個［20］。研究表明，JAZ作為茉莉酸信號途徑的抑制子，通過抑制茉莉酸響應轉錄因子的表達，從而調控相關的生理活動過程，包括花青素積累、植物防御反應、開花時間調控、雄蕊發育、低溫脅迫響應等［22］。雖然前人對JAZ基因家族進行了大量研究，但還未對楊樹中的JAZ家族成員進行全面的鑒定和分析，本研究以美洲黑楊的全基因組序列為背景，開展JAZ基因家族全基因組鑒定以及蟲害脅迫下表達模式分析。

在對美洲黑楊、擬南芥、水稻、玉米、核桃和北美云杉的進化樹分析中，JAZ基因被劃分為3個亞組。美洲黑楊JAZ基因比較均勻的分布在3個亞組中，單子葉植物中的玉米JAZ只分布在了組Ⅰ這1個亞組之中，而水稻JAZ在3個亞組中均有分布，只是在組 Ⅰ中分布較多，這可能是由于雙子葉植物和

單子葉植物在進化過程中表現出來的區別。目前已知的JAZ蛋白具有2個保守的ZIM和Jas結構域，本課題組前期結果發現13個PtJAZ中也均有TIFY、JAZ結構域，基因成員篩選方式以及驗證都相同，與本研究PdJAZ數目一致。所以具有ZIM和Jas這2個結構域是鑒定JAZ蛋白的基礎，這也表示出這些亞家族中蛋白質的保守和特異性功能，與之前的研究［23］一致。

啟動子順式元件的分析可以為基因的組織特異性表達和應激反應模式提供思路，本研究在美洲黑楊JAZ基因家族中發現多個激素響應元件，PdJAZ的啟動子中含有豐富的ABA和MeJA響應元件，本課題組前期研究發現PtJAZ基因啟動子順式作用元件中包含ABA響應元件和MeJA響應元件，這表明美洲黑楊PdJAZ可能是整合ABA和JA信號通路的關鍵基因，而這一猜想在白樺中得到證實，研究者發現MeJA和ABA處理后JAZ基因上調，同時JA和ABA具有相同的基因表達調控系統［24］。此外，白樺中JAZ基因啟動子區富含光響應元件，說明JAZ基因與白樺的生長發育密切相關［25］，Song等在香椿JAZ家族中檢測到50個順式啟動子元件， 這些元件與環境脅迫、激素反應、光反應、啟動子、位點結合和其他功能有關［26］，基因PdJAZ1～PdJAZ13之間的各元件含量及種類均不

相同，而且部分基因的差異較為明顯，表明美洲黑楊JAZ基因家族不同成員能夠對不同激素發生響應且響應程度不同，從而造成不同基因的功能分化。在基因結構方面，盡管內含子的數量和長度存在差異，但所有美洲黑楊JAZ家族基因都至少含有1個內含子，而缺乏內含子的JAZ基因僅在玉米［4］、水稻［27］和小麥［28］中發現，這可能反映了單子葉植物和雙子葉植物之間的進化差異。功能研究表明，JAZ家族基因能夠廣泛參與植物生長發育，JAZ蛋白是調節JA和其他激素之間串擾的重要樞紐蛋白，是多種激素信號通路，因而在植物生長發育動態調節中以及在應對環境脅迫中具有重要作用［22］。GhJAZ10基因在棉花的器官和纖維中有較高表達，能夠參與植物花器官和纖維的發育以及對干旱脅迫的響應［29］，Huang等發現在大多數JAZ中存在一些非生物響應元件，例如干旱響應元件以及低溫響應元件，結果表明，IbJAZs可能參與了甘薯（Ipomoea batatas）生長發育和非生物脅迫響應的調控［20］。而美洲黑楊PdJAZ基因對干旱脅迫的響應元件較少，這可能說明PdJAZ基因對楊樹干旱脅迫影響較小或者說在不同程度上參與了干旱脅迫的響應。

表達分析表明，PdJAZ基因參與了蟲害脅迫的響應，但對于林木中JAZ抗蟲相關的研究較少，更多是在農學植物，例如，香椿（Toona sinensis）中TciJAZ1/3/11在葉片和嫩莖中的表達顯著上調，可能具有抗蟲功能［26］；研究發現，轉基因棉（Gossypium hirsutum）的不育表型及其抗蟲性狀都是因GhJAZ24蛋白過表達引起的，而GhJAZ24為棉的天然蛋白［30］；褐飛虱危害會導致水稻赤霉素的代謝途徑被激活從而顯著抑制水稻的生長，而2個GA代謝酶GA2ox3和GA2ox7可以把有活性的GA轉變成沒有活性的GA，并參與褐飛虱危害誘導的水稻生長抑制，研究發現JA正調控GA2ox3和GA2ox7介導的生長抑制，該研究為培育高產又抗蟲的水稻品種提供了重要理論基礎［31］。除此以外 Mao等發現通過阻礙JAZ3蛋白的降解會導致JA信號與抗蟲反應衰減，同時具有抗蟲作用的次生代謝化合物硫代葡萄糖苷卻隨著植物的生長而積累，在某種程度上提高了植物的組成型抗蟲能力［32］。以上JAZ對植物抗蟲的影響與本文研究結果一致，本研究PdJAZ基因參與美洲黑楊對蟲害脅迫的響應，發現PdJAZ13沒有表現出很好的抗蟲表達情況，而PdJAZ4和PdJAZ6表現出很好的抗蟲表達情況。在楊樹PtJAZ基因家族中，PtJAZ6基因在蟲害脅迫下表達模式較好，可能參與調控抗蟲性［20］。這些研究結果說明JAZ可能是調控抗蟲性的重要基因。

這些研究結果將有助于深入了解美洲黑楊中PdJAZ基因的生物學功能，為進一步鑒定其在生物脅迫的功能提供了理論依據，同時為了解美洲黑楊JAZ基因家族提供了一定的理論指導，為進一步解析PdJAZ基因的功能提供了基礎。

4 結論

本研究從美洲黑楊基因組中共鑒定出13個PdJAZ基因家族成員，亞細胞定位表明13個PdJAZ基因除PdJAZ8在細胞膜和細胞核中均有分布，其余都定位于細胞核中，并且均不存在跨膜，信號肽數量為0；PdJAZ家族成員的二級結構以α-螺旋和無規則卷曲為主，且均具有ZIM和Jas保守結構域；系統進化樹分析表明，美洲黑楊與其他植物JAZ基因可分為3個亞組，PdJAZ基因在3個亞組中均有分布；啟動子順式作用元件分析說明美洲黑楊JAZ基因參與植物激素調控；蟲害表達分析結果顯示PdJAZ基因的確可以響應生物脅迫，其中PdJAZ2、PdJAZ9、PdJAZ1、PdJAZ5和PdJAZ4可能是響應蟲害脅迫的重要基因。研究結果為后續進行PdJAZ基因的功能驗證奠定了基礎。

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