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玉米OPR基因家族的泛基因组鉴定与表达模式分析

2023-10-28分类号:S513

【作者】李雯霏   李红霞   刘玉卫   巩校东   魏淑珍   谷守芹
【部门】河北农业大学生命科学学院河北省植物生理与分子病理学重点实验室河北省农业微生物生物信息利用技术创新中心  衡水学院河北省湿地生态与保护重点实验室河北省湿地保护与绿色发展协同创新中心  
【摘要】12-氧-植物二烯酸还原酶(OPR)为黄素单核苷酸(FMN)依赖的氧化还原酶,是合成茉莉酸的关键酶,其对植物生长发育及防御调控具有重要作用。为研究OPR基因在玉米中的抗病作用,利用生物信息学方法,在31个玉米不同自交系中对OPR家族成员进行鉴定,并分析受玉米大斑病菌侵染后的表达规律。结果表明,在玉米B73品系中鉴定出了8个OPR基因,这些基因不均匀地分布于7条染色体上,且其表达蛋白富含酸性氨基酸。进一步分析发现,玉米OPR家族只有1种结构域Oxidored_FMN,并且所有成员均包含已鉴定的10个蛋白质保守基序。利用MEGA软件对玉米、小麦、水稻和拟南芥的OPR家族成员进行系统发育关系分析,发现这些植物OPR基因家族进化关系具有明显差异,其中玉米和水稻的进化关系最为接近。运用OrthoFinder软件对其同源组分析发现,玉米OPR基因家族具有高度保守性,所有OPR基因均为核心基因,但其功能略有差别。进一步利用河北省植物生理与分子病理学重点实验室前期的RNA-seq数据,对玉米B73品系OPR基因响应大斑病菌侵染的表达模式进行分析,并通过qRT-PCR对基因表达模式进行验证,发现这些基因在病菌侵染玉米过程中呈现3种不同的表达模式。本研究系统的鉴定了玉米泛基因组OPR家族基因,以及确定了其在应对玉米大斑病菌侵染后的表达模式。
【关键词】玉米  OPR家族  系统进化  泛基因组  表达模式
【基金】国家自然科学基金(31671983);; 中央引导地方科技发展资金(216Z2902G);; 现代农业产业技术体系专项(CARS-02)
【所属期刊栏目】华北农学报
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