德国鸢尾IgWRKY2基因，在Pb胁迫诱导下是如何响应的？
前言：土壤中的重金属具有不可降解性，重金属铅在低浓度时，会对植株的部分组织和功能造成破坏，进而对植株的生长发育、生化和分子水平造成影响，还可通过食物链的富集，直接或间接对人体造成危害，因此治理外界环境中铅污染问题十分重要。
德国鸢尾是鸢尾科鸢尾属多年生宿根花卉，观赏性好、抗逆性强，且对有毒气体有较强抗性，可作为工业区绿化植物。
WRKY转录因子作为植物体内广泛存在的DNA结合蛋白，不仅在植物的生长发育过程中起到重要作用，也参与调控了植物抵抗生物及非生物逆境胁迫的过程。
酸枣有55个ZjWRKY基因的表达量在高温胁迫下发生变化，棉花的GhWRKY4和GhWRKY5基因参与干旱和盐胁迫等逆境响应，中间锦鸡儿的CiWRKY75-1基因降低了植物在干旱胁迫下的耐受性。
本文以德国鸢尾“樱花园”叶片的cDNA为模板进行PCR扩增，经琼脂糖凝胶电泳检测，得到扩增片段长度约为570bp。
测序结果表明，与转录组测序序列完全一致，对扩增出的IgWRKY2基因的CDS序列进行开放阅读框分析，IgWRKY2具有的完整开放阅读框最大为534bp，编码117个氨基酸，在氨基酸序列41处发现WRKY家族特有序列WRKYGQK序列。
利用EXPASY在线软件分析表明，IgWRKY2基因编码蛋白的分子式为C579H882N172O186S3，理论相对分子质量为13324.59Da，理论等电点为6.42。
该蛋白中脯氨酸（Pro）和丝氨酸（Ser）数目最多，带负电荷的残基（Asp+Glu）总和为17个，带正电荷的残基（Arg+Lys）总和为15个，不稳定参数为46.32大于40，为不稳定蛋白。
蛋白的脂溶指数为47.88，亲水性平均值为-1.239，是亲水性蛋白，亚细胞定位预测表明，IgWRKY2定位在细胞核，跨膜结构预测表明，IgWRKY2不具有跨膜结构，为细胞膜外蛋白。
二级蛋白结构预测结果表明，IgWRKY2由5.93%的α-螺旋、6.78%的β-转角、15.25%的延伸链以及72.03%的无规则卷曲构成，BLAST比对分析结果则表明IgWRKY2与油棕的EgWRKY2、海枣的PdWRKY2等11种植物蛋白同源性较高。
将德国鸢尾IgWRKY2编码的氨基酸序列与筛选出的11种氨基酸序列进行同源比对，结果表明，与海枣的PdWRKY2和油棕的EgWRKY2基因序列的序列相似度较高，基因序列一致性最低的为欧基尼奥伊德斯种咖啡的CeWRKY2。
来自于这些植物的基因均与IgWRKY2结构相似，均含有一段WRKY结构域，进一步说明了IgWRKY2基因属于WRKY转录因子家族的一员。
通过NCBI下载其他植物的蛋白序列，利用软件MEGAX将德国鸢尾IgWRKY2与其余22种蛋白序列构建系统发育树，结果表明IgWRKY2与牵牛的InWRKY2、三裂叶薯的ItWRKY2和绒毛状烟草的NtWRKY2为同一分支，亲缘关系较近。
为了研究德国鸢尾IgWRKY2基因在Pb胁迫下的表达情况，将植物材料置于Pb2+溶液中胁迫0h、6h、12h、24h和48h，于不同胁迫时间点取叶片和根茎组织部位提取RNA，反转录后进行实时荧光定量PCR分析。
结果显示IgWRKY2基因在“樱花园”的根茎和叶片中都有表达，在根茎组织的表达量变化比叶片组织明显。
叶片组织受到胁迫时，与对照相比，IgWRKY2基因在6h表达量最高，为对照的1.42倍，12h表达量开始降低，24h出现短暂上升但表达量仍低于对照值，说明该基因在后续表达中受到抑制。
根茎组织受到胁迫时，IgWRKY2基因的表达量呈现出先下降后上升的变化趋势，说明IgWRKY2基因在根茎组织较叶片组织的响应程度更高。
在Pb胁迫下，IgWRKY2基因在叶片和根茎中都有不同程度的响应，其中根茎组织的响应较为明显，推测在受到Pb胁迫时，根茎响应Pb的能力要强于叶片。
结论：
德国鸢尾IgWRKY2基因受Pb胁迫诱导表达，且在根茎中表达量变化较叶片组织中的表达量变化更为明显，这可能与根茎是直接接触胁迫环境的部位有关，说明该基因在植物抵抗重金属胁迫过程中起到了一定的调节作用，但具体的调控机制有待进一步的研究。
