棉花GR基因家族的全基因组鉴定及分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张传义

作者： 张传义;张传义;许艳超;蔡小彦;王星星;侯宇清;王玉红;王坤波;刘方;周忠丽

作者机构：

关键词： 棉花;GR基因;生物信息学;系统发育分析;表达模式分析

期刊名称： 棉花学报

ISSN： 1002-7807

年卷期： 2019 年 006 期

页码： 482-492

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]谷胱甘肽还原酶基因(Glutathione reductase gene,GR)家族参与植物生长发育和非生物胁迫响应等生物进程,但其在棉花中的特性及功能尚不清楚.本研究通过在异源四倍体陆地棉(Gossypium hirsutum)、海岛棉(G. barbadense)及其可能的二倍体祖先种亚洲棉(G. arboreum)和雷蒙德氏棉(G. raimondii)中对GR基因家族全基因组鉴定与特性分析,分析棉种分化及异源四倍体棉花形成过程中GR基因的进化历程,探讨其在非生物胁迫响应中的作用,为后续相关研究提供理论基础.[方法]利用生物信息学方法鉴定陆地棉、海岛棉、雷蒙德氏棉、亚洲棉的GR基因家族成员;解析GR基因家族成员的理化性质、序列特征、染色体位置、系统发育及表达模式.[结果]共鉴定到18个GR基因家族成员,陆地棉、海岛棉、雷蒙德氏棉和亚洲棉中GR基因数目分别为6、6、3和3个.系统发育分析发现GR基因分为2个亚组,同一亚组基因具有相似的外显子数目和基因结构.对同源基因的非同义突变率(Ka)及同义突变率(Ks)分析发现Ka/Ks值均小于1,表明在进化过程中GR基因经历了较强的纯化选择作用.陆地棉GR基因的表达模式分析表明,所有的GR基因均积极响应胁迫环境,但在不同的非生物胁迫下,基因的表达模式有明显差别.[结论]本研究探讨了GR基因家族在亚洲棉、雷蒙德氏棉、海岛棉和陆地棉基因组中的进化及功能,可为棉花GR基因后续研究提供理论基础.

分类号： S562

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