香蕉是世界重要水果之一,中国香蕉产量居第四位。香蕉作为世界重要水果,种质资源相对缺乏。野生蕉为香蕉提供了很重要的种质资源。野生香蕉为二倍体,可以进行有性繁殖,抗逆性强。福建省分布有大量野生蕉,三明野生蕉分布于三明市山区,抗寒性较强。天宝蕉主要分布于闽南地区,为福建最著名的主栽品种,抗性较弱。WHIRLY(WHY)是转录因子,在植物防御反应中起到有重要的作用。Whirly蛋白家族的成员贯穿于整个植物王国,具有可与单链DNA结合的能力。本实验以三明野生蕉和天宝蕉为材料,克隆WHIRLY基因,并进行在低温、水杨酸和NaCl处理下的qPCR分析。1香蕉基因组WHIRLY家族基因基因结构及生物信息学分析马来西亚小果野蕉(Musa acuminata, AA group)香蕉全基因组WHIRLY家族基因检索结果获得2个WHIRLY家族基因,只有一个为完整的CDS。一个位于6号染色体上,另一个位于9号染色体上。Whyl位于6号染色体共有8个外显子,7个内含子。生物信息学分析表明,香蕉基因组Whyl属于不稳定、亲水蛋白；保守结构域分析表明Whirly基因家族包含植物Whirly转录因子：香蕉基因组Whyl不具有信号肽,不属于分泌蛋白；香蕉基因组Whyl蛋白位于线粒体基质可能性最大;Whyl蛋白共有22个磷酸化位点,丝氨酸(Ser)位点有16个,苏氨酸(Thr)位点有5个,酪氨酸(Tyr)位点有1个;Whyl蛋白未形成卷曲螺旋；二级结构表明Whyl蛋白由主要结构元件为无规则卷曲和p折叠,α螺旋所占比例最小。2三明野生蕉和天宝蕉WHIRLY基因的克隆及其生物信息学分析以三明野生蕉(Musa spp., AB group)和天宝蕉(Musa spp. CV. Tianbaojiao, AAA group)叶片为材料提取RNA,利用RT-PCR结合RACE法,从三明野生蕉中分离得到Whirly家族三个成员,Why1有完整的ORF,开放阅读框为755bp,编码245个氨基酸,登录号为KC127691,Why2和Why3只有保守区,登录号分别为KJ957798和KJ957799；从天宝蕉中分离得到Whyl具有完整的ORF,开放阅读框为755bp,编码245个氨基酸,登录号为KJ637331。生物信息学分析表明,三明野生蕉Whyl属于不稳定、亲水蛋白；保守结构域分析表明·Whirly基因家族包含植物Whirly转录因子；该蛋白不具有信号肽,不属于分泌蛋白；该蛋白位于线粒体基质的可能性最大；该蛋白共有25个磷酸化位点,丝氨酸(Ser)位点有19个,苏氨酸(Thr)位点有5个,酪氨酸(Tyr)位点有1个；该蛋白未形成卷曲螺旋；二级结构表明三明野生蕉Whyl蛋白由主要结构元件为无规则卷曲和p折叠,α螺旋所占比例最小；该蛋白与单子叶禾本科植物的玉米、高粱的亲缘关系比较近,而与双子叶木本蔷薇科的苹果和碧桃等植物亲缘关系较远。天宝蕉Whyl蛋白是一个不稳定蛋白,属于亲水蛋白；保守结构域分析表明Whirly基因家族包含植物Whirly转录因子；天宝蕉Whyl蛋白不具有信号肽,亚细胞定位预测结果表明,天宝蕉Whyl蛋白位于线粒体和叶绿体的可能性最大。天宝蕉Whyl蛋白属于碱性蛋白,其中Ser、Val、Pro所占比重较大。二级结构由α螺旋、p折叠和无规则卷曲组成。二级结构中无规则卷曲所占比例最大,α螺旋所占比例最小。3三明野生蕉和天宝蕉WHIRLY基因的定量表达分析以28℃,20℃,13℃,4℃,0℃下处理36h的三明野生蕉cDNA为模板,Whyl在不同温度处理下出现2次表达高峰,分别是20℃和4℃,Whyl基因可能参与调控多个抗寒相关基因的转录；不同温度处理下Why2的表达模式与Why1相似,但是表达量相对较低,说明Whyl对不同温度的反应更敏感；8℃低温处理下,Why1和Why2的表达模式相似,总体是被诱导的。因此WHIRLY可能参与了抗寒途径的调控。在低温8℃,SA处理下,Why1和Why2的表达模式相似,在4h时表达量低于对照组,其他时间表达量均高于对照组,Whyl和Why2总体都是被诱导的；在28℃和8℃SA处理下,三明野生蕉Whyl和Why2表达量与温度相关性不大,温度对SA诱导三明野生蕉WHIRLY的表达还需进一步研究。综上所述,三明野生蕉WHIRLY基因可能参与了抗寒抗病、抗衰老、抗寒等相关抗逆途径的调控。天宝蕉Why1在4℃处理下总体来说是被诱导的,但是并不是很显著,推测Why1基因参与了天宝蕉的低温响应,在抗寒相关基因的转录过程中发挥着一定的作用；SA处理,在4h时天宝蕉Why1基因表达量达到峰值,表达量达到18.42倍,处于最高水平,说明SA强烈诱导天宝蕉Whyl基因的表达；NaCl处理下,天宝蕉Whyl总体被诱导,表明天宝蕉Whyl在NaC1处理时表现出较强的响应能力。