文献类型： 中文期刊

作者： 刘佳 ¹ ; 邹晓悦 ¹ ; 马继芳 ¹ ; 王永芳 ¹ ; 董志平 ¹ ; 李志勇 ¹ ; 白辉 ¹ ;

作者机构： 1.河北省农林科学院谷子研究所/农业农村部特色杂粮遗传改良与利用重点实验室(省部共建)/河北省杂粮研究实验室

关键词： 谷子;MAPK家族;谷锈菌;玉米螟;表达分析

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2023 年 006 期

页码： 1480-1495

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： MAPK在植物的生长发育调节、生物和非生物胁迫反应、激素信号转导中具有重要作用。系统分析谷子SiMPKs基因家族成员全基因组分布、结构、进化及其响应不同胁迫的表达特性,对于阐明其生物学功能具有重要意义。本研究利用谷子和水稻MAPK蛋白保守结构域及特异TXY基序的氨基酸序列在全基因组水平鉴定了谷子SiMPKs家族成员,分析其蛋白质理化性质、系统进化、染色体定位、基因结构、蛋白质保守基序、启动子顺式作用元件及共线性等。利用荧光定量PCR技术,分析了谷子SiMPKs在不同组织部位和谷锈菌、玉米螟病虫害生物胁迫以及不同激素处理下的表达模式。结果显示,共鉴定到15个谷子SiMPK成员,其编码的蛋白质含有220～611个氨基酸,相对分子量范围25.77～69.63 kD,等电点范围5.46～9.34。系统进化分析表明, SiMPK基因分为4组, A、B、C组包含TEY基序,D组包含TDY基序。SiMPK基因分布在1号、3号、4号、5号、8号和9号染色体上,含有3～11个外显子,所有SiMPK蛋白均含有motif1与motif2。上游2000bp启动子区域预测到多个与胁迫、激素和植物生长发育等相关的顺式作用元件。qRT-PCR结果表明,大部分基因具有明显的组织表达特异性;除SiMPK21-2和SiMPK6外,其余成员对谷锈菌侵染、玉米螟取食、SA和MeJA激素处理等1～3种胁迫具有明显响应。以上结果为进一步研究SiMPK基因在谷子应对病虫害生物胁迫中的功能奠定了理论基础。