谷子β-胡萝卜素异构酶家族基因的表达与变异分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张慧

作者： 张慧;梁红凯;智慧;张林林;刁现民;贾冠清

作者机构：

关键词： β-胡萝卜素异构酶;基因家族;表达;单倍型变异;谷子

期刊名称： 植物学报

ISSN： 1674-3466

年卷期： 2023 年 001 期

页码： 34-50

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 株型是影响谷类作物产量的重要性状,株型改良对提高作物产量具有重要意义。独脚金内酯（strigolactones,SLs）作为一种最新被鉴定的植物激素,其通过抑制腋芽的伸长调控分枝/分蘖的形成。β-胡萝卜素异构酶（D27s）是SLs合成途径的关键酶,通过对谷子（Setaria italica） β-胡萝卜素异构酶典型结构域Pfam:DUF4033进行分析,鉴定到3个谷子D27s基因家族成员（Seita.8G168400、Seita.6G088800和Seita.3G050900）。蛋白质特性分析显示,谷子D27s蛋白由271–277个氨基酸残基组成,分子量为30.1–30.4 k Da,等电点为5.85–9.31,不稳定系数介于38.48–74.47之间,且均定位于叶绿体;系统进化分析发现,谷子D27s家族成员位于3个不同进化分支;顺式作用元件预测显示,SiD27-1 （Seita.8G168400）可能参与调控生物节律、生长素介导的生长发育以及干旱和低温等胁迫应答过程。基因表达分析显示,SiD27-1在谷子多分蘖材料中表达下调,在低磷胁迫处理下,D27s基因均能产生不同程度的响应,并且Si D27-1的响应较其它成员更快速。单倍型分析结果表明,SiD27-1的H001单倍型为优异单倍型,对谷子的株高、抽穗期和产量改良具有重要应用价值。综上,推测SiD27-1极可能在SLs合成中发挥关键作用并对谷子株型产生影响。研究结果为深入揭示D27s对谷子分蘖形成的调控机制奠定了基础,也为谷子株型分子设计育种提供了优异的等位变异位点。

分类号： S515

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