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HD-Zip转录因子是植物中特有的一类转录因子,在高等植物的生长发育以及生物和非生物胁迫等逆境应答中起着重要的调控作用。根据其结构、保守序列和功能特性,可将HD-ZIP分为四个亚家族(HD-Zip I、HD-Zip II、HD-Zip III和HD-Zip IV)。在本研究中,从黄瓜基因组数据库中鉴定了来自四个亚家族的40个HD-ZIP(CsHDZ)基因,并进行了系统发育分析、保守基序分析、染色体定位和转录组分析。此外,从HD-ZIP中选择了11个成员进行实时定量PCR表达分析,研究了这11个基因在非生物胁迫、生物胁迫和激素处理下的表达量,并且在烟草表皮细胞中进行了CsHDZ22的亚细胞定位。研究结果可为进一步解析黄瓜HD-ZIP家族基因的生物学功能和作用机理提供了一定的参考价值。关于这项研究主要结果如下:1.从黄瓜基因组数据库中鉴定了40个编码HD-Zip蛋白的CsHDZ基因,并将这些基因依据染色体上的位置,命名为CsHDZ1-CsHDZ40。CsHDZ基因大部分位于细胞核,而CsHDZ05、CsHDZ11、CsHDZ19、CsHDZ30、CsHDZ36、CsHDZ40基因位于质膜中,CsHDZ13基因位于细胞外。2.为了深入了解黄瓜、水稻和拟南芥HD-Zip蛋白进化关系,利用40个CsHDZ、47个At HDZ和48个Os HDZ基因氨基酸序列来构建系统发育树。另外,将HD-ZIP蛋白分为HD-ZIP I、HD-ZIP II、HD-ZIP III和HD-ZIP III四个亚家族,并统计了每个亚家族中黄瓜HD-ZIP蛋白的数量。在四个亚家族中,HD-ZIP I亚家族是最大的亚家族,共13个基因,其次是HD-ZIP III有5个基因,HD-ZIP II和HD-ZIP IV各11个基因。3.热图数据显示,CsHDZ基因在所有组织中均有表达,表明其参与了各种发育过程。生物功能预测结果表明,CsHDZ基因参与许多生物学过程,如对环境刺激的反应,发育活动,代谢活动,激素反应等。4.在热、冷、干旱、盐等非生物胁迫下对11个CsHDZ基因的表达进行分析,结果显示在大部分胁迫条件下,基因表达均呈现出上调趋势。在激素(IAA和ABA)处理下的基因表达呈现差异表达趋势。此外,在白粉菌侵染下,除CsHDZ08、CsHDZ11、CsHDZ22和CsHDZ36外,CsHDZ基因表达量均有所上升。5.对CsHDZ22基因在烟草表皮细胞中的亚细胞定位进行分析,结果表明CSHDZ22位于细胞核中。根据上述结果,推测黄瓜基因组中的CsHDZ基因在调节黄瓜对非生物胁迫的抗性中发挥着重要作用,并为其功能研究提供了线索。