德國鸢尾IgWRKY2基因，在Pb脅迫誘導下是如何響應的？
前言：土壤中的重金屬具有不可降解性，重金屬鉛在低濃度時，會對植株的部分組織和功能造成破壞，進而對植株的生長發育、生化和分子水準造成影響，還可通過食物鍊的富集，直接或間接對人體造成危害，是以治理外界環境中鉛污染問題十分重要。
德國鸢尾是鸢尾科鸢尾屬多年生宿根花卉，觀賞性好、抗逆性強，且對有毒氣體有較強抗性，可作為工業區綠化植物。
WRKY轉錄因子作為植物體内廣泛存在的DNA結合蛋白，不僅在植物的生長發育過程中起到重要作用，也參與調控了植物抵抗生物及非生物逆境脅迫的過程。
酸棗有55個ZjWRKY基因的表達量在高溫脅迫下發生變化，棉花的GhWRKY4和GhWRKY5基因參與幹旱和鹽脅迫等逆境響應，中間錦雞兒的CiWRKY75-1基因降低了植物在幹旱脅迫下的耐受性。
本文以德國鸢尾“櫻花園”葉片的cDNA為模闆進行PCR擴增，經瓊脂糖凝膠電泳檢測，得到擴增片段長度約為570bp。
測序結果表明，與轉錄組測序序列完全一緻，對擴增出的IgWRKY2基因的CDS序列進行開放閱讀框分析，IgWRKY2具有的完整開放閱讀框最大為534bp，編碼117個氨基酸，在氨基酸序列41處發現WRKY家族特有序列WRKYGQK序列。
利用EXPASY線上軟體分析表明，IgWRKY2基因編碼蛋白的分子式為C579H882N172O186S3，理論相對分子品質為13324.59Da，理論等電點為6.42。
該蛋白中脯氨酸（Pro）和絲氨酸（Ser）數目最多，帶負電荷的殘基（Asp+Glu）總和為17個，帶正電荷的殘基（Arg+Lys）總和為15個，不穩定參數為46.32大于40，為不穩定蛋白。
蛋白的脂溶指數為47.88，親水性平均值為-1.239，是親水性蛋白，亞細胞定位預測表明，IgWRKY2定位在細胞核，跨膜結構預測表明，IgWRKY2不具有跨膜結構，為細胞膜外蛋白。
二級蛋白結構預測結果表明，IgWRKY2由5.93%的α-螺旋、6.78%的β-轉角、15.25%的延伸鍊以及72.03%的無規則卷曲構成，BLAST比對分析結果則表明IgWRKY2與油棕的EgWRKY2、海棗的PdWRKY2等11種植物蛋白同源性較高。
将德國鸢尾IgWRKY2編碼的氨基酸序列與篩選出的11種氨基酸序列進行同源比對，結果表明，與海棗的PdWRKY2和油棕的EgWRKY2基因序列的序列相似度較高，基因序列一緻性最低的為歐基尼奧伊德斯種咖啡的CeWRKY2。
來自于這些植物的基因均與IgWRKY2結構相似，均含有一段WRKY結構域，進一步說明了IgWRKY2基因屬于WRKY轉錄因子家族的一員。
通過NCBI下載下傳其他植物的蛋白序列，利用軟體MEGAX将德國鸢尾IgWRKY2與其餘22種蛋白序列建構系統發育樹，結果表明IgWRKY2與牽牛的InWRKY2、三裂葉薯的ItWRKY2和絨毛狀煙草的NtWRKY2為同一分支，親緣關系較近。
為了研究德國鸢尾IgWRKY2基因在Pb脅迫下的表達情況，将植物材料置于Pb2+溶液中脅迫0h、6h、12h、24h和48h，于不同脅迫時間點取葉片和根莖組織部位提取RNA，反轉錄後進行實時熒光定量PCR分析。
結果顯示IgWRKY2基因在“櫻花園”的根莖和葉片中都有表達，在根莖組織的表達量變化比葉片組織明顯。
葉片組織受到脅迫時，與對照相比，IgWRKY2基因在6h表達量最高，為對照的1.42倍，12h表達量開始降低，24h出現短暫上升但表達量仍低于對照值，說明該基因在後續表達中受到抑制。
根莖組織受到脅迫時，IgWRKY2基因的表達量呈現出先下降後上升的變化趨勢，說明IgWRKY2基因在根莖組織較葉片組織的響應程度更高。
在Pb脅迫下，IgWRKY2基因在葉片和根莖中都有不同程度的響應，其中根莖組織的響應較為明顯，推測在受到Pb脅迫時，根莖響應Pb的能力要強于葉片。
結論：
德國鸢尾IgWRKY2基因受Pb脅迫誘導表達，且在根莖中表達量變化較葉片組織中的表達量變化更為明顯，這可能與根莖是直接接觸脅迫環境的部位有關，說明該基因在植物抵抗重金屬脅迫過程中起到了一定的調節作用，但具體的調控機制有待進一步的研究。
