谷子NADP-ME的鉴定及其对逆境胁迫的响应

文献类型： 中文期刊

第一作者： 赵晋锋

作者： 赵晋锋;杜艳伟;王高鸿;李颜方;赵根有;王振华;成凯;王玉文;余爱丽

作者机构：

关键词： 谷子;NADP依赖型苹果酸酶;基因表达;非生物逆境

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2019 年 52 卷 22 期

页码： 3950-3963

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】鉴定谷子NADP-ME家族成员,研究不同成员对非生物逆境胁迫的响应,为揭示SiNADP-ME在谷子逆境应答信号途径中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学方法鉴定谷子基因组中的NADP-ME家族成员。采用GSDS2.0、plantCARE、Clustalx、MEGA6.0等软件及网站ExPASy对鉴定成员蛋白和基因序列进行生物信息学分析。采用qRT-PCR方法检测SiNADP-ME在苗期不同逆境、不同生育期干旱胁迫及不同光照强度下的表达情况。【结果】谷子NADP-ME家族由7个成员组成,它们在谷子的第2、3、5、7染色体上呈不均匀分布。保守功能域分析显示7个基因都含有NADP-ME特征保守功能域。序列比对发现谷子NADP-ME成员之间序列非常保守,相似性较高,7个谷子成员序列一致性为77.30%,而不同物种NADP-ME序列之间相似性为56.52%。序列分析显示SiNADP-ME1、SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6序列较长,分别编码576、639、652和636个氨基酸,而SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7序列较短,分别编码213、265和149个氨基酸。基因结构分析显示SiNADP-ME1有2个可变剪切,SiNADP-ME5有3个可变剪切,其他基因无可变剪切。SiNADP-ME1、SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7含内含子较少,而SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6含内含子较多。蛋白参数预测显示谷子NADP-ME成员间分子量跨度较大,在161.94—725.43 kD,等电点为5.32—8.05,不稳定指数为23.01—45.01,脂肪系数介于89.19—107.77,平均疏水指数介于-0.218—0.004。亚细胞定位预测显示SiNADP-ME成员主要被定位在叶绿体、线粒体和细胞质中。顺式元件分析显示SiNADP-ME成员启动子区域主要包括激素类应答、逆境应答、光应答以及其他类生长调控相关的顺式元件。聚类分析发现谷子SiNADP-ME基因在单、双子叶植物分离之前就已存在。不同物种同源基因对在进化树中广泛存在揭示它们在进化上可能存在共同祖先,也暗示它们在某些信号通路中可能具有相似的功能。苗期逆境表达分析表明所有谷子SiNADP-ME家族基因表达量在本文应用的4种逆境胁迫下都被明显诱导。SiNADP-ME1在ABA、低温、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的460.53、411.50和15.24倍;SiNADP-ME6在ABA、低温、PEG、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的211.13、15.21、772.41和643.99倍。进一步分析表明SiNADP-ME1和SiNADP-ME6在拔节期、抽穗期和灌浆期干旱胁迫下表达量上调。【结论】从谷子基因组中鉴定了7个NADP-ME基因家族成员;7个成员间序列非常保守并且都含有NADP-ME基因典型特征结构域;7个谷子NADP-ME家族基因参与了植物非生物逆境应答,特别是SiNADP-ME1和SiNADP-ME6可能在ABA、盐、干旱、低温等逆境应答信号途径中起重要作用。

分类号： S515

  • 相关文献

[1]谷子丙酮酸磷酸双激酶基因(SiPPDK1)对非生物逆境的响应. 杜艳伟,王高鸿,李颜方,赵根有,阎晓光,王振华,王玉文,余爱丽,赵晋锋. 2021

[2]谷子PEPC基因的鉴定及其对非生物逆境的响应特性. 赵晋锋,杜艳伟,王高鸿,李颜方,赵根有,王振华,王玉文,余爱丽. 2020

[3]谷子CIPK基因(Seita.5G145900)对非生物逆境的响应. 赵晋锋,杜艳伟,王高鸿,李颜方,赵根有,余爱丽. 2020

[4]谷子MDH基因非生物逆境响应特性研究. 赵晋锋,杜艳伟,余爱丽. 2020

[5]谷子WRKY转录因子基因家族分析. 邢国芳,张莉,冯万军,谢圣杰,贾亚涛,苑乂川,陈小雨. 2016

[6]谷子SiWRKY03基因的分子特征与表达分析. 宋振君,李志勇,王永芳,刘磊,白辉,董志平. 2019

[7]干旱胁迫下谷子的转录组分析. 王庆国,李臻,管延安,刘炜,潘教文. 2018

[8]谷子长刚毛基因的克隆与表达分析. 成亮,刘盼,邢恒荣,张艾英,张莉. 2018

[9]谷子热激蛋白HSP90基因家族鉴定及分析. 桑璐曼,汤沙,张仁梁,贾小平,刁现民. 2022

[10]AM菌根真菌对非生物逆境的响应及其机制. 李芳,高萍,段廷玉. 2016

[11]割手密野生资源抗逆性研究进展. 赵小坤,毛钧,字秋艳,徐超华,李旭娟,刘洪博,陆鑫,刘新龙. 2020

[12]4个玉米品种抗逆性的比较分析. 郝俊杰,李永强,刘佳中,谢淑娜,王新涛,丁俊强,叶建荣,宋晓,郝国太. 2020

[13]bZIP转录因子在植物生长发育及非生物逆境响应的作用. 刘慧洁,徐恒,邱文怡,李晓芳,张华,朱英,李春寿,王良超. 2019

[14]SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性上的研究进展. 于滔,曹士亮,张建国,王明泉,王成波,武尓娜,刘宝民,曹靖生. 2019

[15]紫粒小麦花青素合成分子调控机制研究进展. 李小兰,张明生,任明见,吕享,吉宁,王晓红,徐如宏. 2017

[16]AM真菌提高植物抗逆性的机制. 张伟珍,古丽君,段廷玉. 2018

[17]非生物逆境相关基因在棉花抗逆研究中的进展. 雷志,周美亮,吴燕民. 2014

[18]植物DREB转录因子研究进展. 张建华,姬虎太,张定一,王敏,曹勇. 2012

[19]一个新的水稻亚精胺合成酶基因克隆、表达及特性分析(英文). 郭会娜,夏志辉,李德军. 2013

[20]烟草中脱落酸的相关研究进展. 马斯琦,刘万峰,吕林,李义强,高军平,杜兴华,蒲文宣. 2020

作者其他论文 更多>>

微信小程序