丹参DHAR家族基因的鉴定及表达模式分析

发布时间：2021-04-06 15:10

　　运用生物信息学方法,从丹参（Salvia miltiorrhiza）基因组数据库中鉴定得到5个脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate reductase,DHAR）家族成员SmDHAR1～SmDHAR5,分析了基因结构特征、编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、高级结构、系统进化关系以及启动子顺式作用元件,并考察了其在不同组织及胁迫下的表达模式。结果表明,SmDHAR基因家族成员长度在724～3 296 bp之间,含有1～5个外显子不等,编码218～470个氨基酸;其编码蛋白多为亲水性蛋白,且多不含跨膜结构域。SmDHAR家族成员分布在叶绿体和胞质外。系统进化分析结果显示丹参SmDHAR基因分为2个亚类。上游启动子区域分析发现SmDHAR基因家族成员均含有与植物发育、激素及胁迫响应相关的顺式作用元件。表达模式分析结果显示,SmDHAR5在丹参根中显著高表达,而在其余组织中表达量较低;SmDHAR1、SmDHAR3与SmDHAR4在根、茎、叶中表达量较高,在花组织中表达最低;SmDHAR2表现为组成型高表达。SmDHAR在茉莉酸甲酯、酵母提取物、脱落酸、赤霉素、水杨酸等处理时也表... 

【文章来源】：园艺学报. 2020,47(11)北大核心CSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

不同植物DHAR蛋白系统进化树

通过NCBI基因表达数据库的数据（NCBI登录号：SRP111399）分析了丹参SmDHAR家族成员在茉莉酸甲酯和酵母提取物胁迫时的表达情况（图3）。结果显示，SmDHAR受这两种诱导子的诱导表达且表达模式各有不同：SmDHAR1、SmDHAR2对茉莉酸甲酯和酵母提取物的诱导均显示出表达上调，而SmDHAR3则对二者的诱导显示出表达下调。SmDHAR4应答酵母提取物的诱导表达上调而对在茉莉酸甲酯处理时下调表达。进一步采用荧光定量PCR分析SmDHAR基因的表达模式，结果（图4）显示，SmDHAR2表现为组成型表达，在根、茎、叶与花中的表达量均高，并无显著差异；而SmDHAR5则在根中显著高表达；其余SmDHAR1、SmDHAR3与SmDHAR4基因则在根、茎、叶中表达量较高，在花中表达量低，且无显著差异。

进一步采用荧光定量PCR分析SmDHAR基因的表达模式，结果（图4）显示，SmDHAR2表现为组成型表达，在根、茎、叶与花中的表达量均高，并无显著差异；而SmDHAR5则在根中显著高表达；其余SmDHAR1、SmDHAR3与SmDHAR4基因则在根、茎、叶中表达量较高，在花中表达量低，且无显著差异。在不同植物生长调节剂处理下（图5，图6),SmDHAR基因表现出不同的应答模式。与0 h相比，SmDHAR1、SmDHAR5迅速响应脱落酸的处理，其表达量显著上调0.5 h即达到表达量峰值；SmDHAR2应答较为缓慢，处理6 h时达到表达量峰值；而脱落酸处理抑制SmDHAR3和SmDHAR4的表达。在响应赤霉素处理时，SmDHAR1和SmDHAR2的表达量较处理0 h时迅速增加，在处理2h后达到表达量峰值；较0 h相比，SmDHAR4的表达量在赤霉素处理4 h后显著下调；SmDHAR3和SmDHAR5不受赤霉素处理的诱导表达。水杨酸处理显著抑制SmDHAR2的表达同时显著诱导SmDHAR1的表达，其他成员呈现不响应水杨酸诱导的表达模式。


本文编号：3121657