森林草莓,其果实有浓郁的香气。然而,更加极端的温度、干旱、严重的真菌感染和二次盐渍化极大地限制草莓的生长发育、繁殖和产量。由于该多年生的草莓基因组比较小,所以在蔷薇科中通常被认为是一种新兴的模式植物。转录因子,通常与真核基因启动子区域中的顺势作用元件发生特异性结合,进而增强或抑制基因的转录效率来调控基因的表达水平。基因表达的转录调节在控制许多重要的生物过程中起到关键性作用,比如细胞的形态发生、生长发育、新陈代谢、生理平衡和环境胁迫响应。bZIP(basic leucine zipper)转录因子家族是一个相对较大并且保守的家族,但在森林草莓中该基因家族研究还是很少。草莓基因组测序工作的完成,为在其全基因组水平上全面解析bZIP基因生物功能奠定了基础。我们分别在草莓、苹果和桃中分别鉴定出50、116和47个bZIP转录因子成员。物种特异性复制事件是苹果bZIP基因家族扩增的主要原因。草莓、苹果和桃bZIP基因同源性关系的比对结果显示,在苹果发生全基因组复制事件之后,苹果基因组中bZIP直系同源基因在重复区域中得以保留。然而,桃基因组中所对应的共线性区域却很快丢失或被删除。这些同源基因可能来自蔷薇科古老染色体上发生的同一次基因复制事件。蔷薇科亚家族S成员所受到的正选择压可能有利于该家族成员的扩张,用以适应发育过程和环境胁迫响应。此外,纯化选择可能与bZIP序列特异性的DNA结合性质相关。草莓、苹果和桃比较分析为苹果和桃中的bZIP基因从草莓分化出来之后提供了其进化命运的信息。bZIP基因被认为能够在植物中的各个组织发育,以及生物或非生物胁迫挑战中发挥关键作用。我们在森林草莓中鉴定并详细描述了 50个bZIP基因,同时依据拟南芥和水稻中的bZIP蛋白的系统发育分析将其划分成10个亚家族。在草莓bZIP保守结构域中的碱性基本区域和铰链区我们发现五种内含子分布模式(a、b、c、d和e)。序列分析显示,除bZIP结构域以外,还发现一些其他呈现亚家族的特异性保守结构域。此外,我们预测了 bZIP结构域中的碱性基本区域和铰链区的DNA结合特异性以及亮氨酸拉链区域中的二聚化性质,并且划分成符合系统发育分析中亚家族分类的20个亚类型。根据果实发育的转录组数据,发现亚家族A中的bZIP基因表现出不同的特异性组织表达模式并且复制基因对也受到了不同程度的诱导,这说明草莓中的bZIP基因家族的扩增伴随着功能多样化的形成。在正常的生长条件下,mrna11837和mrna30280分别在器官和(红色或者黄色)果实发育中的表达量是非常低的,但是却分别在干旱和高温处理中进行高表达,这可能是由于bZIP基因在干旱和高温胁迫中分别具有其单独的响应路径所引起的。通过比较系统发育框架研究了绿色植物内的GBF(G-box binding factors)基因家族进化关系。GBF候选基因存在于本文研究的37种绿色植物中,包括苔藓、单子叶植物和双子叶植物。系统发育分析显示,GBF基因家族能够划分成9个主要的亚家族,亚家族1、6和9的GBF基因位于核心双子叶植物中。位于MFMR和bZIP保守结构域之间的新型结构域MFMR_assoc被鉴定出来,它在单子叶和双子叶植物GBF蛋白中的存在具有特异性。核心亚家族中古老复制GBF基因对的选择压分析表明,具有宽松的纯化选择压或阳性选择压的MFMR_assoc保守结构域比MFMR和bZIP保守结构域进化的速度快。在核心双子叶植物中的MFMR_assoc保守结构域的多样性或许可以改变古老复制基因中的生物功能。我们可以得到一个结论:伴随宽松的纯化选择压或阳性选择压的MFMR_assoc保守结构域可能有助于GBF蛋白的合成和靶基因反式激活过程中的功能多样性。二倍体森林草莓,被认为是研究蔷薇科的一种模式植物,蔷薇科包含很多重要的经济果树和观赏植物。然而,各种不同的非生物胁迫是限制其整体产量的主要因素。为了挖掘与非生物胁迫响应相关的候选基因,我们对经过干旱处理的草莓老叶和新叶进行转录组测序。总的来说,我们从比较组合对照组所有样品中获得了超过11.86亿个过滤后的reads数。数据分析为观察草莓不同组织在干旱胁迫条件下动态转录响应提供了基础。差异表达分析中共鉴定出6992个差异表达基因存在于老叶和新叶的D7/D1、D5/D1和D3/D1各个比较组之间。基于参考基因组,我们发现在草莓干旱处理过程中共产生736个新基因。干旱条件下,我们还观察到草莓大量基因参与到代谢途径、次生代谢物的生物合成、淀粉和蔗糖代谢以及植物激素信号转导。另外,我们又从全基因组水平挖掘出10个启动子区域含有G-box顺式作用元件的基因与高表达的3个FvbZIP基因具有相似的表达模式。本研究中提供的综合转录组分析揭示了草莓对非生物胁迫的响应中潜在的关键调节因子和开放了进行功能和应用基因组学研究的途径,用以提高草莓耐旱性。