摘要

與所有植物一樣，非生物脅迫也會導致馬鈴薯產量顯著下降。盡管在許多植物中已經研究了絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號網絡，該網絡在進化上具有保守性，并在非生物脅迫響應機制中起著關鍵作用，但關于馬鈴薯在非生物脅迫條件下MAPK信號網絡的研究仍然有限。本研究通過計算機模擬方法探討了：（1）馬鈴薯MAPK基因（StMAPKs）的差異表達；（2）它們與微小RNA（miRNAs）的相互作用；以及（3）StMAPK基因和蛋白質與轉錄因子（TF）基因和蛋白質的相互作用。研究結果表明，在各種環境條件下，有72個馬鈴薯MAPK基因表現出差異表達模式。在非生物脅迫條件下，10個馬鈴薯MAPK轉錄本受到11種miRNAs（stu-miR166a-5p、stu-miR166d-5p、stu-miR171d-3p、stu-miR172c-3p、stu-miR319-3p、stu-miR390-5p、stu-miR393-3p、stu-miR482d-3p、stu-miR827-5p、stu-miR6149-3p、stu-miR8035）的調控，表現為上調或下調。此外，還預測了馬鈴薯在應對熱、干旱和高鹽度脅迫時的一些可能的MAPK信號通路。StMAPKKK4-1/2、StMAPKKK16-1/2/4/5/6、StMAPKKK21-1/2、StRaf1、StMPKK2、StMPKK3-2、StMPKK5、StMPKK9、StMPK1、StMPK3-1、StMPK3-2、StMPK4-1、StMPK9-2、StMPK13、StMPK16-2和StMPK19-4等蛋白質在馬鈴薯的非生物脅迫響應信號轉導機制中發揮了積極作用。這些MAPK蛋白參與了11種轉錄因子（StMYB相關蛋白（PGSC0003DMP400020008）、StEIL（PGSC0003DMP4000(10490)/(47825)/(10488)/(35838)）、StHSF（PGSC0003DMP400030290）、StWRKY（PGSC0003DMP4000(33713)/(00156)/(21798)）、StbHLH（PGSC0003DMP400016023）和StbZIP（PGSC0003DMP400036126）的磷酸化過程，從而在馬鈴薯應對熱、干旱和高鹽度脅迫時發揮調控作用。本研究對馬鈴薯非生物脅迫響應MAPK信號轉導網絡的綜合分析將為未來的生理學、生物化學和分子生物學研究提供重要基礎，有助于深入理解這一信號網絡。