牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）作为我国传统名贵花卉，兼具观赏价值、药用价值和经济价值，在花卉产业中占据重要地位。然而，高温胁迫引发的热害显著降低其观赏品质，解析其耐热分子机制对品种改良具有重要意义。基于前期构建的‘呼红’叶片高温胁迫转录组数据库，本研究筛选并克隆热激转录因子PsHSFB2b与PsMBF1c，通过遗传转化、基因沉默及蛋白互作技术系统解析其在热应激信号转导中的分子功能。主要研究结果如下：

（1）PsHSFB2b与PsMBF1c的生物信息学分析。基因结构分析表明，PsHSFB2b与PsMBF1c基因结构具有较高的保守性。系统进化分析显示，PsHSFB2b与番茄和烟草的HSFB2b具有较近的亲缘关系，而PsMBF1c与小兰屿蝴蝶兰和黄石斛的MBF1c亲缘关系较近。启动子顺式作用元件分析发现，二者均含有响应高温、氧化胁迫和激素等调控元件。组织特异性表达分析表明，PsHSFB2b与PsMBF1c均在叶中高表达，而茎中表达量最低。亚细胞定位结果表明PsHSFB2b为核定位蛋白，而PsMBF1c呈现核质双定位特征。

（2）PsHSFB2b与PsMBF1c在拟南芥中的耐热功能验证。拟南芥遗传转化实验表明，过表达PsHSFB2b降低了植株的耐热性并抑制下胚轴生长，其过表达株系在高温胁迫下表现出严重的细胞膜损伤、叶绿体结构破坏及活性氧清除能力下降。相反，过表达PsMBF1c显著增强植株耐热性，其过表达株系能有效减轻细胞膜和叶绿体损伤、提高抗氧化酶活性以及积累渗透调节物质。下游基因表达分析显示，PsHSFB2b通过抑制AtMBF1c、AtHSFB2a、AtHSFB1、AtHSFA2、AtHSFA7a和AtHSP70等基因的表达来负调控耐热性；而PsMBF1c则通过调控AtDREB2A、AtHSP70、AtHSFA3、AtHSFB2a、AtHSFB2b和AtWRKY39等基因的表达来正调控耐热性。

（3）PsHSFB2b与PsMBF1c在牡丹中的耐热功能验证。牡丹基因沉默实验表明，PsHSFB2b沉默植株的耐热性显著提高，而PsMBF1c沉默植株的耐热性显著降低。在高温胁迫下，PsHSFB2b沉默植株通过减轻细胞膜损伤、提高抗氧化酶活性和积累渗透调节物质来提高耐热性；而PsMBF1c沉默植株则表现出严重的细胞膜损伤和叶绿体结构破坏，且活性氧清除能力显著降低。

（4）PsMBF1c与PsHSFB2b的蛋白互作验证。酵母双杂交点对点验证（Y2H）与荧光素酶互补实验（LCA）表明, pGADT7-PsHSFB2b与pGBKT7-PsMBF1c重组载体组合能在四缺培养基上正常生长，而活体成像检测显示实验组呈现显著荧光信号，证实PsMBF1c与PsHSFB2b存在相互作用。

综上所述，PsHSFB2b与PsMBF1c在牡丹高温响应途径中分别发挥负向与正向调控作用，且蛋白存在互作关系。本研究填补了牡丹高温响应相关转录因子研究方面的空白，为耐热牡丹品种选育提供了理论依据与候选基因。

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2025-6-2 11:43 上传

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牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）作为我国传统名贵花卉，兼具观赏价值、药用价值和经济价值，在花卉产业中占据重要地位。然而，高温胁迫引发的热害显著降低其观赏品质，解析其耐热分子机制对品种改良具有重要意义。基于前期构建的‘呼红’叶片高温胁迫转录组数据库，本研究筛选并克隆热激转录因子PsHSFB2b与PsMBF1c，通过遗传转化、基因沉默及蛋白互作技术系统解析其在热应激信号转导中的分子功能。主要研究结果如下：

（1）PsHSFB2b与PsMBF1c的生物信息学分析。基因结构分析表明，PsHSFB2b与PsMBF1c基因结构具有较高的保守性。系统进化分析显示，PsHSFB2b与番茄和烟草的HSFB2b具有较近的亲缘关系，而PsMBF1c与小兰屿蝴蝶兰和黄石斛的MBF1c亲缘关系较近。启动子顺式作用元件分析发现，二者均含有响应高温、氧化胁迫和激素等调控元件。组织特异性表达分析表明，PsHSFB2b与PsMBF1c均在叶中高表达，而茎中表达量最低。亚细胞定位结果表明PsHSFB2b为核定位蛋白，而PsMBF1c呈现核质双定位特征。

（2）PsHSFB2b与PsMBF1c在拟南芥中的耐热功能验证。拟南芥遗传转化实验表明，过表达PsHSFB2b降低了植株的耐热性并抑制下胚轴生长，其过表达株系在高温胁迫下表现出严重的细胞膜损伤、叶绿体结构破坏及活性氧清除能力下降。相反，过表达PsMBF1c显著增强植株耐热性，其过表达株系能有效减轻细胞膜和叶绿体损伤、提高抗氧化酶活性以及积累渗透调节物质。下游基因表达分析显示，PsHSFB2b通过抑制AtMBF1c、AtHSFB2a、AtHSFB1、AtHSFA2、AtHSFA7a和AtHSP70等基因的表达来负调控耐热性；而PsMBF1c则通过调控AtDREB2A、AtHSP70、AtHSFA3、AtHSFB2a、AtHSFB2b和AtWRKY39等基因的表达来正调控耐热性。

（3）PsHSFB2b与PsMBF1c在牡丹中的耐热功能验证。牡丹基因沉默实验表明，PsHSFB2b沉默植株的耐热性显著提高，而PsMBF1c沉默植株的耐热性显著降低。在高温胁迫下，PsHSFB2b沉默植株通过减轻细胞膜损伤、提高抗氧化酶活性和积累渗透调节物质来提高耐热性；而PsMBF1c沉默植株则表现出严重的细胞膜损伤和叶绿体结构破坏，且活性氧清除能力显著降低。

（4）PsMBF1c与PsHSFB2b的蛋白互作验证。酵母双杂交点对点验证（Y2H）与荧光素酶互补实验（LCA）表明, pGADT7-PsHSFB2b与pGBKT7-PsMBF1c重组载体组合能在四缺培养基上正常生长，而活体成像检测显示实验组呈现显著荧光信号，证实PsMBF1c与PsHSFB2b存在相互作用。

综上所述，PsHSFB2b与PsMBF1c在牡丹高温响应途径中分别发挥负向与正向调控作用，且蛋白存在互作关系。本研究填补了牡丹高温响应相关转录因子研究方面的空白，为耐热牡丹品种选育提供了理论依据与候选基因。

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