杨树GABA支路3个基因家族的鉴定和表达分析

发布时间：2021-03-19 23:11

　　【目的】γ-氨基丁酸（GABA）与植物的生长发育有着密切的联系。结合前期对GABA抑制杨树不定根发育的研究,对GABA支路基因家族的特征和表达模式进行研究,为进一步解释其在不定根发育中的作用奠定基础。【方法】从银白杨（Populus alba）×P. glandulosa ‘84K’（‘84K’杨）基因组中鉴定出GABA支路的PopGAD、PopGABA-T和PopSSADH3个基因家族成员,并利用生物信息学方法分析其特征,以及与其他物种相关基因家族的亲缘关系;利用qRT-PCR研究外源GABA及其降解抑制剂vigabatrin（VGB）对各基因表达的影响。【结果】①PopGAD、PopGABA-T和PopSSADH3个基因家族成员数量依次为6、2和2个,启动子序列中主要包含与光、激素和环境等响应相关元件。②系统进化分析表明,PopGAD家族中PopGAD6与家族其他成员亲缘关系较远;PopGABA-T和PopSSADH家族中的两个基因成员亲缘关系较近。③基因表达分析表明,不定根生长过程中GABA支路基因总体上在根中表达量高于茎和叶。外源GABA或VGB处理对PopGAD和PopGAB... 

【文章来源】：南京林业大学学报(自然科学版). 2020,44(05)北大核心

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【部分图文】：

杨树GABA支路3个基因家族成员基因结构和基序分析

以‘84K’杨不定根发生12 d时叶、茎和根为材料，研究显示GABA支路3个家族基因的表达具有一定的组织特异性（图3）。整体来看，PopGAD1和PopGAD2表达量明显高于家族内其他4个成员，但PopGAD1、PopGAD4、PopGAD5和PopGAD6在根中的表达量远远高于茎和叶的，并且，后3个成员在叶中表达量很低（图3a-3c);PopGAD2在叶中表达量也明显低于茎和根中的（图3a）；然而，PopGAD3在根、茎和叶中表达量均很低（图3b）。两个PopGABA-T家族成员也是在根中表达量最高（图3d）。其中，PopGABA-T1在叶中表达最低，而在茎和根中依次显著升高，但PopGABA-T2却在叶和茎中表达均无明显差异，而在根中显著上升（图3d）。两个PopSSADH成员的表达变化呈相反趋势（图3e、3f）。其中，PopSSADH1在叶、茎和根中的表达下降，并且在根中达到显著差异（图3e），而PopSSADH2在叶、茎和根中依次呈显著上升趋势（图3f）。这表明GABA支路各家族成员的表达变化在杨树不定根发生期间存在着组织上差异性，并且大部分成员在根中表达量高于茎和叶。2.4 外源GABA及其降解抑制剂VGB对GABA支路家族成员表达的影响

外源VGB处理下，根、茎和叶中PopGAD1和PopGAD2表达也都明显高于家族其他4个成员（图4d-4f）。随着外源VGB浓度升高，根中PopGAD1和PopGAD2显著降低；茎中PopGAD1未受影响，PopGAD2仅在50μmol/L VGB处理条件下受到显著抑制，PopGAD3则逐渐降低，而其他3个成员呈升高趋势并在100μmol/L VGB的条件下达到显著水平；叶中PopGAD1先显著提高，然后在100μmol/L VGB时又恢复到对照水平，而PopGAD2呈显著增加，但其他4个成员均在50或100μmol/L VGB时表达显著升高。2.4.2 PopGABA-T基因家族表达变化


本文编号：3090396