亚麻PLA1基因家族的鉴定及表达分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 赵丽蓉

作者： 赵丽蓉;李雯;王利民;齐燕妮;李闻娟;谢亚萍;党照;赵玮;张建平

作者机构： 甘肃省农业科学院作物研究所

关键词： 亚麻;LuPLA1;基因家族;表达分析

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2023 年 49 卷 011 期

页码： 2949-2965

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 磷脂酶A1(Phospholipase A1,PLA1)在植物生长发育及胁迫反应中发挥着重要作用,但目前关于PLA1 在亚麻中的鉴定与表达特征尚未见报道.本研究利用生物信息学方法对包括亚麻在内的 7 个物种 PLA1 基因家族进行鉴定,分析了亚麻PLA1(LuPLA1)的序列特征、系统进化关系、顺式作用元件、共线性关系及其复制事件,并利用转录组数据分析了其在不同遗传背景、不同器官中的表达模式,利用qRT-PCR分析了其在不同组织、不同发育时期及胁迫处理下的表达模式.结果表明,在亚麻、拟南芥、玉米、水稻、大豆、蓖麻及木薯基因组中分别鉴定到 14、21、15、20、41、18 和 35 个PLA1 成员;LuPLA1 基因分布于 8 条染色体上.序列特征分析发现,除LuPLA1-7 和LuPLA1-10外,其他家族成员都具有内含子且多数含有 1 个内含子;LuPLA1 蛋白序列长度为 388~1759 aa,等电点为 5.99~9.19,分子量为 41.55~192.61 kD,均为亲水性蛋白,大多数定位于液泡,含有 4~25 个Motif.系统进化分析将PLA1 蛋白分为 4 个分支,其中第IV分支PLA1 成员数量最多.共线性分析表明,LuPLA1 在拟南芥、玉米、水稻、木薯及大豆中均具有同源基因且与大豆、木薯的同源基因最多.LuPLA1 家族成员中共有 2 对基因发生串联复制,7 对基因发生片段复制,且都经历了纯化选择.转录组分析发现大多LuPLA1 成员表现为器官特异性表达.LuPLA1 启动子区含大量激素与逆境响应相关元件,qRT-PCR分析进一步证实LuPLA1 基因受激素、干旱、高盐、低温及高温诱导表达.其中LuPLA1-1 受IAA诱导表达;LuPLA1-1 和LuPLA1-6 受NAA诱导表达;LuPLA1-1、LuPLA1-5 和LuPLA1-6 受GA3 诱导表达;LuPLA1-12/14 受NaCl和PEG诱导表达;除LuPLA1-2/4 外,其余基因均受高温诱导表达;所有LuPLA1 受低温诱导表达,对低温的响应最为明显.本研究为进一步解析LuPLA1 基因家族的功能奠定了基础.

分类号： S563.2

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