香樟NAC基因家族的全基因组鉴定及盐胁迫下的表达分析
2024-05-23分类号:S792.23
【部门】福建农林大学林学院 自然生物资源保育利用福建省高校工程研究中心
【摘要】【目的】探究NAC基因在香樟(Cinnamomum camphora)生长发育及其在盐胁迫下发挥的重要作用,为进一步阐明香樟在盐胁迫下的响应机理奠定基础。【方法】对香樟全基因组NAC基因进行鉴定和生物信息学分析,探究香樟非生物胁迫的响应模式。通过对香樟NAC家族成员进行鉴定,并从理化性质、系统进化分析、保守基序、基因结构、染色体定位、物种间共线性、顺式作用元件预测和表达模式等方面进行系统分析。【结果】共鉴定出103个香樟NAC基因,氨基酸数量介于137~1136个,等电点在4.54~10.00,相对分子质量在15 644.40~129 859.29 u,平均疏水性全部为负值,均为亲水蛋白,亚细胞定位预测定位在细胞核和细胞质中;通过与拟南芥(Arabidopsis thaliana)NAC基因序列构建系统发育进化树发现,香樟NAC基因被划分为16个亚家族,其中NAM亚家族成员最多,有17个香樟NAC基因,还有25个香樟NAC基因未参与分组;保守基序和基因结构分析发现,香樟NAC基因包含有2~8个内含子和10个motif,其中motif3在香樟基因遗传进化中趋于稳定,motif9和motif10多数分布在NAM亚家族中;染色体定位和复制事件分析发现,103个NAC基因分布在12条染色体中,基因分布最多的是Chr02号染色体(13个CcNAC基因),最少的是Chr10和Chr11(各2个基因),片段复制为香樟NAC家族的主要扩增方式;多物种共线分析发现,香樟与牛樟(Cinnamomum kanehirae)NAC基因形成162对共线基因,多于其它物种,说明香樟NAC基因与牛樟之间的同源进化关系比其他物种更密切;香樟NAC基因启动子中含有多个非生物胁迫、生长发育和激素类响应元件;qRT-PCR结果表明,在叶中,CcNAC058和CcNAC092基因的表达水平在低盐胁迫下达到最大。在根中,CcNAC007、CcNAC033、CcNAC058和CcNAC092基因的表达随着盐浓度的增加而增加。【结论】NAC基因家族在香樟的生长发育进程中可能参与盐胁迫响应过程,在盐胁迫下CcNAC092、CcNAC058基因在叶片、根部均具有明显的响应,推测CcNAC058、CcNAC092是促使香樟在盐胁迫下能产生自我防御行为的关键基因。
【关键词】香樟 NAC基因家族 盐胁迫 全基因组分析
【基金】福建省林业科技计划项目(2024FKJ25、2024TG08)
【所属期刊栏目】西南农业学报
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