基于干旱胁迫转录组信息的蚕豆ASPAT基因家族分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 魏正欣

作者： 魏正欣;刘昌燕;陈宏伟;李莉;孙龙清;韩雪松;焦春海;沙爱华

作者机构： 长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心;湖北省农业科学院粮食作物研究所/粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室

关键词： 蚕豆;天冬氨酸转氨酶;基因家族;干旱胁迫;基因表达

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2023 年 007 期

页码： 1871-1881

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 蚕豆（Vicia faba L.）是一种重要的食用豆作物,干旱会导致蚕豆产量降低。鉴定蚕豆耐旱基因,有利于通过分子标记辅助育种和基因工程手段培育抗旱品种。在前期研究中,我们通过转录组测序鉴定出了一类天冬氨酸转氨酶基因（ASPAT）响应蚕豆干旱胁迫。ASPAT催化天冬氨酸（ASP）和α-酮戊二酸的可逆转氨反应,生成草酰乙酸和谷氨酸,是参与植物体代谢的关键酶。本文基于转录组测序数据,通过生物信息学方法全基因组鉴定了蚕豆ASPAT基因家族成员,并分析了各基因家族成员的理化性质、亚细胞定位、基因结构、蛋白结构域、保守基序、系统进化、蛋白质互作和基因表达模式。结果显示,蚕豆转录参考基因组中共有8个ASPAT基因家族成员,包括3个真核型ASPAT（AAT）基因和5个原核型ASPAT（PAT）基因,分别定位于线粒体和叶绿体。系统发育分析表明,蚕豆ASPAT蛋白主要可分为2个亚族Iα和Iβ。Iα为AAT蛋白,包括VfASPAT1～VfASPAT3。Iβ为PAT蛋白,包括VfASPAT4～VfASPAT8。蚕豆ASPAT家族成员均含有motif1、motif3、motif9,且具有相似的基因结构和共同的蛋白结构域Aminotran-1-2。VfASPAT蛋白互作网络分析表明该家族成员可能参与逆境胁迫代谢过程。转录组和荧光定量PCR分析表明该家族8个成员在干旱处理16h和64h表达模式不同,除VfASPAT4和VfASPAT6外其他基因表达量都呈上调趋势,表明VfASPAT基因可能对干旱胁迫有正向调控作用。本文研究结果为进一步分析蚕豆ASPAT的抗旱功能,应用ASPAT提高蚕豆抗旱性奠定了基础。

分类号： S643.6

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