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枣树WRKY转录因子：鉴定、植原体侵染响应及功能预测解析

一、引言

1.1研究背景

枣树（ZiziphusjujubaMill.）作为鼠李科枣属的落叶小乔木或灌木，在人类生活中占据着重要地位。其原产于中国和韩国，如今在阿富汗、法国、印度等多个国家均有引种栽培。在中国，枣树的身影遍布贵州、江西、浙江等诸多省区，多见于海拔1700米以下的山区、丘陵或平原地带。枣树不仅具有极高的食用价值，其鲜枣富含维生素C、蛋白质、微量元素和氨基酸等营养物质，口感脆嫩多汁，可直接食用；干枣则可用于熬粥、炖汤、泡茶等，为食物增添独特风味。从药用角度来看，枣的果实、根、皮、叶与果核均可入药，具有清热解毒、益气血、安心神等功效，可主治烫火伤、气血不足、疮疖等多种疾病。在经济领域，枣木材坚硬致密，是制作器具和雕刻的优质材料；枣子还能被深加工成枣酒、枣醋、枣脯等产品，有力地推动了地方经济的发展。此外，枣树花期长且芳香多蜜，是良好的蜜源植物，在生态系统中也发挥着重要作用。

然而，枣树的生长面临着诸多威胁，其中植原体侵染引发的枣疯病是最为严重的病害之一，被称为枣树的“癌症”和“艾滋病”。枣疯病在中国大部分枣区均有发生，以河北、山西、河南、山东等省发病最重。这种病害由植原体引起，枣树一旦发病，在开花后便会出现明显症状。花会变成叶，花器退化，花柄延长，萼片、花瓣、雄蕊均变成小叶，雌蕊转化为小枝；芽不正常萌发，病枝纤细，节间缩短，叶片小且呈萎黄状；叶片发病时，叶肉变黄，叶脉仍绿，随后全叶黄化，叶缘向上反卷且暗淡无光，叶片硬而脆，有的叶尖边缘焦枯，病叶早落；花期后长出的叶片比健叶狭小，颜色翠绿，有明脉，易焦枯；病花一般不结果，即便健枝结果，果实也大小不一，果色不均匀，果面凸凹，凸起处呈红色，凹处是绿色，果肉松软，严重影响食用；根部发病时，主根会长出一丛丛的短疯根，随后病根皮层部分腐烂，病害严重时可导致枣树死亡。

枣疯病的传播途径多样，“疯枣树”是主要的侵染源，病原体在活着的病株内存活，可通过媒介昆虫、嫁接及带病苗木等方式进行传播。叶蝉是传播枣疯病的主要媒介昆虫，如中华拟菱纹叶蝉、凹缘菱纹叶蝉、橙带拟菱纹叶蝉及红闪小叶蝉等。这些叶蝉在病树上吸取汁液后，再转移到健康树上取食，就会将枣疯病植原体传入健康枣树，导致健树染病。凹缘菱纹叶蝉虽不能经卵将病毒传至子代，但它一旦摄入枣疯病植原体后，则可终身带毒，持续传染许多枣树。由带病母树繁殖的根生苗也是枣疯病传播的重要途径，各种嫁接方式均可传播枣疯病，砧木与接穗只要有一方带毒，就可通过嫁接传病。

枣疯病给枣树种植带来了巨大的损失。20世纪70年代初，北京密云小灶产区的枣园就因枣疯病而被毁；20世纪80年代，枣疯病在河南内黄、淇县、尉县等地蔓延，导致6万多亩枣园受到严重威胁，内黄的枣疯病由零星发病到30%果树中招仅用了短短3年。面对枣疯病的肆虐，目前的防治方法如选择优良品种、培育无病苗木、药物防治、防治虫害等虽有一定效果，但仍无法完全根治这一病害。因此，深入研究枣树对抗植原体侵染的分子机制，寻找新的抗病途径和方法，对于保障枣树的健康生长、提高枣产业的经济效益具有重要意义。

1.2转录因子与WRKY家族概述

在植物的生长发育过程中，基因表达的调控起着关键作用，而转录因子则是这一调控过程中的核心元件。转录因子，也被称为反式作用因子，是一类能够与真核基因的顺式作用元件发生特异性相互作用，并对基因的转录有激活或抑制作用的DNA结合蛋白。它们通过其专门的DNA结合结构域与DNA相互作用，进而调节基因的表达，这一相互作用的具体位置被称为转录因子结合位点（TFBS）。对TFBS的鉴定是揭示基因转录调控机制的关键所在，不同转录因子对基因表达的影响研究，对农业、生态和生物技术等领域至关重要。

WRKY转录因子是植物转录因子家族中的重要成员，也是植物特有的锌指型转录调控因子，因其在N-端含有由WRKYGQK组成的高度保守的7个氨基酸序列而得名。目前，在拟南芥中已发现74个WRKY成员，水稻中则发现了109个WRKY成员。WRKY转录因子的结构具有独特的特点，根据其所含WRKY结构域的个数和锌指结构的特征，一般可将其分为3大类。第I类WRKY转录因子含有2个WRKY结构域，且其锌指结构为C2H2型，该类WRKY转录因子的DNA结合功能主要由C-末端的WRKY结构域介导，N-末端WRKY结构域的功能虽尚不清楚，但可能参与WRKY转录因子与DNA相互结合的过程，以提高转录因子结合靶位点的亲和力和特异性；第II类WRKY转录因子只含有1个WRKY结构域，其锌指结构也为C2H2型，大