陆地棉SKS基因家族全基因组特征分析与GhSKS13抗黄萎病功能解析
2023-12-28分类号:S562
【部门】吉首大学生物资源与环境科学学院 中国科学院微生物研究所 植物基因组学国家重点实验室 九圣禾种业股份有限公司 农业农村部西北内陆棉花生物育种与综合利用全国重点实验室
【摘要】鉴定陆地棉SKS基因家族成员,解析其演化规律,为棉花抗性育种提供新的候选基因。基于已公布的陆地棉遗传标准系TM-1基因组数据,以陆地棉品种中棉-14为试验材料。通过生物信息学对陆地棉SKS家族成员进行全基因组鉴定,并对其家族成员的染色体分布、进化关系、基因结构、共线性关系等进行预测分析。通过实时荧光定量聚合酶链式反应分析GhSKS13的表达模式,并利用病毒诱导的基因沉默技术初步探究陆地棉SKS13在棉花抵御大丽轮枝菌过程中的功能。共鉴定到48个陆地棉SKS基因,不均匀分布于陆地棉19条染色体上,聚类分析分为5个亚组,基因序列具有较高保守性,共线性关系分析显示,陆地棉SKS基因家族受到纯化选择。组织模式表达分析显示,GhSKS13在陆地棉根组织中优势表达,并且受大丽轮枝菌诱导显著上调表达。GhSKS13沉默植株对大丽轮枝菌抗性减弱,同时抑制病程相关基因GhPR1、GhPR2、GhPR3和GhPR5表达。大丽轮枝菌入侵GhSKS13沉默植株,其过氧化氢(H_2O_2)沉积明显低于对照,暗示GhSKS13促进活性氧(ROS)的形成。总之,明确了陆地棉SKS家族成员的系统进化关系、染色体分布特征和基因结构特征;并阐明了GhSKS13参与棉花对大丽轮枝菌抗性反应。
【关键词】陆地棉 全基因组鉴定 大丽轮枝菌 SKS基因 活性氧
【基金】国家自然科学基金(32272117);; 棉花生物育种与综合利用全国重点实验室(CB2023B01)
【所属期刊栏目】华北农学报
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