茉莉花FLA基因家族鉴定及JsFLA2的功能分析

文献类型: 中文期刊

第一作者: 齐香玉

作者: 齐香玉;李新茹;陈双双;冯景;陈慧杰;刘欣童;金玉妍;邓衍明

作者机构:

关键词: 茉莉花;FLA基因家族;表达分析;JsFLA2;功能分析

期刊名称: 中国农业科学

ISSN: 0578-1752

年卷期: 2025 年 58 卷 017 期

页码: 3516-3530

收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: 【目的】茉莉花的生殖障碍十分严重,种质创新工作长期受阻。类成束阿拉伯半乳糖蛋白(fasciclin-like arabinogalactan proteins,FLAs)在植物生殖发育过程中起着重要作用。通过对茉莉花FLA基因家族进行全基因组鉴定与分析,研究其基本特性及表达模式,为深入解析JsFLAs在茉莉花生殖发育中的生物学功能提供理论依据。【方法】利用HMMER 3.0软件在茉莉花全基因组中筛选鉴定FLA基因家族成员,并通过Smart和CD-Search进一步验证;利用ExPASy、SignalP 5.0、big-PI Plant Predictor、NetNGlyc-1.0和Plant-mPLoc等网站分析JsFLAs的理化性质及亚细胞定位;利用MEGA、TBtools、MEME、PlantCARE等对JsFLAs进行系统进化树构建、基因染色体定位、基因结构分析、蛋白保守基序分析及其启动子顺式作用元件预测;利用转录组数据分析JsFLAs在授粉后不同时间的柱头和不同发育阶段花中的表达特征;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测JsFLA2在茉莉花不同组织中的表达特性,并通过瞬时转化烟草叶片试验分析其亚细胞定位;最后,通过异源转化拟南芥验证JsFLA2的生物学功能。【结果】在茉莉花全基因组中共鉴定出24个JsFLAs,命名为JsFLA1—JsFLA24,其蛋白包含159—515个氨基酸残基,分子量为17.02—56.34 kDa,等电点为4.20—9.69;所有成员均含有1—2个类成束蛋白结构域、1—2个AGP糖基化位点和1个糖基化磷脂酰肌醇锚定位点,其中19个成员含有信号肽;除JsFLA5位于细胞核外,其余成员均位于细胞膜;茉莉花FLAs蛋白可分为4个亚类,且蛋白保守基序在各组中相对保守;JsFLAs不均匀地分布在11条染色体上;JsFLAs含0—3个内含子及1—3个外显子;21个JsFLAs在授粉后不同时间的柱头表达,20个JsFLAs在不同发育阶段的花中表达;JsFLAs启动子含有生长发育元件、植物激素响应元件和非生物胁迫响应元件等。此外,具有显著差异表达的JsFLA2编码405个氨基酸,与油橄榄OeFLA1亲缘关系最近,在花中表达量最高,定位于细胞膜。异源转化拟南芥结果显示,转基因株系表现出花粉活力降低、种子数减少和角果变短等严重的结实障碍。【结论】在茉莉花中鉴定出24个FLA基因家族成员,明确了JsFLA2与茉莉花的花粉育性密切相关。

分类号: S685.16

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