谷子淀粉结合域蛋白基因家族序列特征及干旱胁迫响应表达分析

发布时间：2017-12-24 07:32

本文关键词：谷子淀粉结合域蛋白基因家族序列特征及干旱胁迫响应表达分析　出处：《山西农业大学学报(自然科学版)》2016年12期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：[目的]谷子属于耐旱杂粮作物,但谷子响应干旱胁迫的相关基因分子机制仍不清楚。为了明确谷子干旱胁迫是否与淀粉代谢关键酶基因相关,探索谷子抗旱的分子机制。[方法]运用生物信息学初步分析了谷子该家族基因的基本序列特征、启动子元件预测。构建该基因家族直系同源系统进化树,分析与其他物种同源蛋白的亲缘关系。基于数字基因表达谱数据分析了PEG模拟干旱条件下,该基因家族在谷子抗旱品种‘勾勾母鸡咀’和敏感性品种‘晋汾16’的表达特征。[结果]谷子全基因组调查表明该基因家族有五个成员,暂且命名为SiSBD1、SiSBD2、SiSBD3、SiSBD4和SiSBD5。序列分析表明,该基因家族成员编码的蛋白序列长度范围为360~949个氨基酸残基;蛋白分子量范围为39~108kD,蛋白质等电点为4.18~6.72。启动子元件分析鉴定出与抗旱相关的顺式作用元件,主要包含:与MYB抗旱基因调控相关,与MeJA、ETH、SA、ABA等在抗旱中起重要作用的植物激素相关,与植物防御和非生物胁迫响应相关。系统进化树表明,谷子SiSBD1基因与高粱和玉米同源蛋白SBD聚为一类,谷子SiSBD2基因与玉米SBD2、SBD3基因的聚为一类,其他3个基因归为一类。进一步分析PEG胁迫下谷子淀粉结合域蛋白基因家族表达,结果表明:SiSBD1在抗旱品种‘勾勾母鸡咀’中表达增加,在敏感性品种‘晋汾16’中表达降低,而其他4个基因的表达在这两个品种中均降低。[结论]该研究结果暗示了淀粉代谢关键酶SDB基因家族与干旱胁迫相关,可为谷子抗旱育种提供一定的理论基础。
【作者单位】：山西农业大学农学院;农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室;山西农业大学生物工程研究所;
【基金】：国家自然科学基金(31471556)
【分类号】：S515
【正文快照】： 谷子(Setaria italica),是禾本科狗尾属作物,起源于中国,属于耐旱稳产作物。已有研究报道表明,谷子根系发达,叶片细窄,水分利用率高,蒸腾系数较小[1],因此,谷子具有较强的抗干旱能力。在我国,谷子种植区域主要集中在北方黄河流域中上游的干旱、半干旱地区。其中,河北省、山西

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