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高粱LBD基因家族的鉴定及苗期旱胁迫表达分析

2024-09-25分类号:S514

【作者】宋迎辉   付森杰   朱灿灿   代书桃   秦娜   景雅   张真   薛淑霞   李君霞
【部门】河南省农业科学院粮食作物研究所  洛宁县农业技术推广服务中心  
【摘要】【目的】研究LBD(Lateral organ boundaries domain) 基因家族在调控高粱干旱胁迫中的作用,为高粱(Sorghum bicolor)耐旱分子育种提供依据。【方法】利用生物信息学的方法鉴定高粱基因组中的LBD基因家族,对其理化性质、染色体分布、系统进化、基因结构、保守基序、顺式调控元件以及组织表达模式进行分析。【结果】鉴定出32个LBD基因,不均匀地分布在除6号染色体外的9条染色体上;系统发育树分析将其分为Class ?和Class II两组,均含有CX2CX6CX3C结构域,其中Class ?有25个家族成员,含有相对完整的GAS和LX6LX3LX7L结构域,Class II有7个家族成员,甘氨酸组成的保守序列均为GRA,LX6LX3LX7L结构域不完整。同一组内的成员保守结构域蛋白序列一致性更高,基因结构和保守基序高度相似;系统进化分析发现高粱LBD蛋白与单子叶植物的同源性大于双子叶植物;顺式调控元件分析发现,SbLBD启动子序列中光响应元件G-box、脱落酸响应元件ABRE数量最多,其次是茉莉酸甲酯响应元件CGTCA-motif和厌氧诱导响应元件ARE,另外检测到低温响应元件LTR和干旱诱导元件MBS。表达分析发现,Class II中的7个成员和Class ?中的SbLBD24在高粱各生育期和多数组织中表达量均较高。在模拟干旱处理下,高粱幼苗中SbLBD6下调表达,SbLBD26上调表达。【结论】不同组SbLBD基因保守序列存在差异。高粱LBD家族基因可以响应低温、干旱、光强和光周期等多种逆境条件,且具有组织表达特异性。SbLBD6和SbLBD26可能在高粱干旱胁迫响应中具有重要作用。
【关键词】高粱  LBD基因家族  全基因组鉴定  干旱胁迫  表达分析
【基金】河南省农业科学院自主创新项目(2023ZC014);; 河南省良种联合攻关(2022010401);; 河南省农科院科技创新团队(2023TD36);; 国家谷子高粱产业技术体系郑州综合试验站(CARS-06-B24)
【所属期刊栏目】西南农业学报
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