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蘿卜AHP基因家族鑒定與表達模式分析

2021-09-10 10:38銀珊珊張寧武春成劉美妍謝洋
中國瓜菜 2021年8期
關(guān)鍵詞:基因表達蘿卜

銀珊珊 張寧 武春成 劉美妍 謝洋

摘? ? 要:細胞分裂素在植物生長發(fā)育和抵御系列非生物脅迫過程中發(fā)揮著重要作用。為了探討蘿卜(Raphanus sativus L.)細胞分裂素信號轉(zhuǎn)導途徑中組氨酸磷酸轉(zhuǎn)運蛋白(AHP)的生物學功能與表達模式,對蘿卜AHP基因家族成員的數(shù)量、進化關(guān)系、順式元件、基因結(jié)構(gòu)、發(fā)育及非生物脅迫下基因表達模式進行分析。結(jié)果表明,蘿卜AHP基因家族有6個成員,其中RsAHP2和RsAHP5為片段重復基因,RsAHP3和RsAHP4為串聯(lián)重復基因;系統(tǒng)進化分析發(fā)現(xiàn)蘿卜、擬南芥和白菜的AHP家族具有同源性;其啟動子序列中含有光響應、激素響應和防御應激等順式作用元件;蘿卜AHP均在根中表達量高而在葉中表達量低;不同非生物脅迫條件下,RsAHP1、RsAHP2和RsAHP5差異表達顯著。研究結(jié)果可為解析蘿卜AHP基因功能提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞:蘿卜;組氨酸磷酸轉(zhuǎn)運蛋白;非生物脅迫;基因表達

中圖分類號:S631.1 文獻標志碼:A 文章編號:1673-2871(2021)08-007-08

Identification and expression pattern analysis of AHP gene family in radish

YIN Shanshan, ZHANG Ning, WU Chuncheng, LIU Meiyan, XIE Yang

(Hebei Key Laboratory of Horticultural Germplasm Excavation and Innovative Utilization/College of Horticulture Science and Technology, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao 066004, Hebei, China)

Abstract: Cytokinins play important roles in plant growth and development and resistance to a series of abiotic stresses. In order to explore the expression pattern and function of histidine phosphate transporters (AHP) of cytokinins signal transduction pathway in radish(Raphanus sativus L.), the number of members, evolutionary relationships, cis element, gene structure, and gene expression patterns of radish AHP genes family under development and abiotic stress were analyzed . A total of six members in the AHP gene family of radish, and RsAHP2 and RsAHP5 were fragment duplicates, and RsAHP3 and RsAHP4 were tandem duplicates. Phylogenetic analysis showed that the AHP family of radish, Arabidopsis and Chinese cabbage share homology. There were many cis-acting elements in the promoter sequence of AHP gene in radish, which are resposive to light response, hormone response and stress response. The expression level of AHP gene family was high in roots but low in leaves. Under different abiotic stress conditions, RsAHP1, RsAHP2 and RsAHP5 in radish were significantly differentially expressed.The results could provide a theoretical basis for analyzing the function of AHP in radish.

Key words: Radish; Histidine phosphate transporter; Abiotic stress; Gene expression

細胞分裂素是六類重要植物激素之一,在細胞周期中起著重要作用,影響植物的生長發(fā)育[1]。細胞分裂素除了可以促進植物細胞分裂和生長發(fā)育外,還通過抑制植物中葉綠素、核酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分解,將必需的氨基酸、激素、無機鹽等化合物重新分配到植物的其他部位,從而阻礙植物衰老[2]。越來越多的研究表明,細胞分裂素可以減輕脅迫對植物造成的傷害,但還不清楚在逆境脅迫下細胞分裂素響應逆境的分子作用機制[3]。

在植物體內(nèi)細胞分裂素信號傳遞是利用了一種類似于細菌中的雙元組分系統(tǒng)進行的[4]。在細胞分裂素信號傳導過程中,磷酸基團的傳遞主要是通過3種蛋白協(xié)同完成,即組氨酸蛋白激酶(histidine kinases, HK)、磷酸轉(zhuǎn)移蛋白(arabidopsis histidine phosphotransfer proteins, AHP)以及反應調(diào)節(jié)因子(response regulators, RR)[5]。其中AHP是在受體組氨酸激酶和反應調(diào)節(jié)因子之間調(diào)控磷酸的轉(zhuǎn)移,AHP上保守的組氨酸位點接受來自細胞分裂素受體HK的磷酸基團后,從細胞質(zhì)進入細胞核,隨后將磷酸基團轉(zhuǎn)移并定位于細胞核的反應調(diào)節(jié)因子RR上,從而激活下游基因的表達以完成信號傳遞[6]。

目前,對水稻、擬南芥、小麥、玉米等多種植物中的AHP基因家族研究較多[7-11],但對蘿卜中的AHP基因家族還未有系統(tǒng)的研究。擬南芥的AHP1-5保守結(jié)構(gòu)基序為XHQXKGSSXS,存在可被磷酸化的組氨酸殘基。AHP6中組氨酸(H)被天冬氨酸(N)代替,不具備磷酸轉(zhuǎn)移蛋白的活性,且對磷酸基團的傳遞起負向調(diào)控作用[12]。擬南芥中組氨酸磷酸轉(zhuǎn)運蛋白基因AHP2、AHP3和AHP5均受鹽、干旱和ABA抑制表達,其三重突變體ahp2,3,5對鹽和干旱的耐受性也顯著高于野生型對照[13];擬南芥中AHP4對花藥內(nèi)壁次生細胞壁的增厚為負調(diào)控[14];擬南芥中AHP1、AHP2、AHP3在根中表達量多,在葉和莖中表達量很少[15];擬南芥中AHP2、AHP3、AHP5是細胞分裂素信號通路中CKI1下游促進擬南芥雌配子體發(fā)育的主要因子[16]。在水稻中對AHP基因的研究表明,OsAHP1和OsAHP2受干旱抑制表達,其RNAi植株對干旱的耐受性也顯著高于野生型對照;相反,OsAHP1受鹽誘導表達,其RNAi植株對鹽的耐受性顯著低于野生型對照[17];在小麥中對AHP基因的研究表明,TaHP1在地上部上調(diào)表達,并對葉片衰老有抑制作用[18]。以上研究結(jié)果為篩選和鑒定蘿卜AHP基因家族及其相關(guān)研究提供了重要的思路。

蘿卜是重要的世界性蔬菜作物之一,屬十字花科一、二年生草本植物。非生物逆境如重金屬、鹽、熱、干旱、低溫和弱光等是限制蘿卜高效生產(chǎn)和育種的重要因素。AHP基因家族在植物生長發(fā)育的各個方面和對逆境的響應過程中都有參與[19-21],因此筆者對蘿卜AHP基因家族進行鑒定,系統(tǒng)分析其氨基酸特性、進化關(guān)系、順式作用元件、基因結(jié)構(gòu),并對其在不同時期不同組織和非生物脅迫下的表達模式進行分析,研究結(jié)果將為進一步研究RsAHP的基因功能和提高植物的非生物脅迫耐受性提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與非生物脅迫處理

試驗于2021年2—3月在秦皇島河北科技師范學院園藝實驗樓人工氣候室內(nèi)進行。將濰縣蘿卜(濰坊市農(nóng)業(yè)科學院育成品種,購于昌邑市永昌種業(yè)有限公司)播種于V草炭∶V蛭石∶V珍珠巖=3∶1∶1的混合基質(zhì)的營養(yǎng)缽中,在溫室中培養(yǎng),溫度為25 ℃/16 ℃(晝/夜),光周期14 h(光)/8 h(暗)。將25 d 苗齡的幼苗進行不同脅迫處理:干旱(3 d,田間持水量50%,中度干旱)、冷害(4 ℃,36 h)、遮光(3 d,完全遮光)和對照。采用完全隨機設(shè)計,每處理3次重復,混合取樣,收集處理后的葉子取0.2 g用于后續(xù) RNA 提取。

1.2 試驗方法

1.2.1 蘿卜AHP基因家族成員鑒定與蛋白理化性質(zhì)分析 利用Pfam在線軟件 (http://pfam.xfam.org/) 檢索擬南芥AHP蛋白,獲取AHP結(jié)構(gòu)特征序列的種子文件PF01627,隨后通過HMMER 3.0軟件以該種子文件為索引在蘿卜數(shù)據(jù)庫中檢索,獲得與該蛋白結(jié)構(gòu)特征相匹配的序列,即為蘿卜AHP家族候選成員[22]。利用NCBI (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)在線網(wǎng)站blastp驗證已獲得的蘿卜AHP家族候選成員,具有AHP結(jié)構(gòu)域的候選蛋白即為蘿卜AHP家族成員,將編碼這些蛋白質(zhì)的基因定為RsAHP 基因。將蘿卜AHP家族成員的蛋白序列提交至ExPASy在線網(wǎng)站(http://web.expasy.org/protparam/),運行ProtParam程序,預測蛋白的相對分子質(zhì)量、理論等電點、不穩(wěn)定系數(shù)、亞細胞定位和三級結(jié)構(gòu)等相關(guān)的理化性質(zhì)。

1.2.2 蘿卜AHP基因家族染色體定位與共線性分析 利用Map Inspect軟件分析AHP家族基因在染色體上分布情況。在蘿卜基因組內(nèi)進行 BLASTP 搜索(E< 1×10-5),利用 MCScanX 軟件進行共線性區(qū)塊預測(閾值 ≤ 1×10-5)[23]。

1.2.3 蘿卜AHP基因家族系統(tǒng)進化樹構(gòu)建 分別在蘿卜、擬南芥tair和Brassica數(shù)據(jù)庫(http://brassicadb.org/brad/geneFamily.php)下載蘿卜、擬南芥和白菜全基因組數(shù)據(jù),獲取蘿卜、擬南芥和白菜AHP基因家族的蛋白序列,利用MEGA 6.0軟件,采用Neighbor-Joining方法,構(gòu)建系統(tǒng)進化樹。

1.2.4 蘿卜AHP基因順式作用元件預測 從蘿卜基因組數(shù)據(jù)庫中提取 RsAHP 基因上游 1000 bp 序列,提交至 PlantCARE 數(shù)據(jù)庫,用于基因啟動子區(qū)順式作用元件分析。

1.2.5 蘿卜AHP家族成員基因結(jié)構(gòu)和保守結(jié)構(gòu)域分析 利用Gene Structure Display Server(GSDS)(http://gsds.cbi.pku.edu.cn/)在線軟件展示蘿卜AHP基因家族各成員的基因結(jié)構(gòu)信息;利用MEME(http://meme-suite.org/tools/meme)網(wǎng)站在線分析該家族共有的保守結(jié)構(gòu)。

1.2.6 蘿卜AHP基因的表達模式分析 植物總RNA提取和反轉(zhuǎn)錄分別使用RNAprep Pure Plant Kit和FastKing RT Kit(With gDNase)(天根,中國),依據(jù)產(chǎn)品說明書提取植物總RNA,檢測合格后反轉(zhuǎn)錄為cDNA。引物設(shè)計利用Beacon Designer 7.0 軟件設(shè)計(表1),內(nèi)參基因由南京農(nóng)業(yè)大學蘿卜課題組提供。按照Super PreMix Plus(SYBR Green)試劑盒(天根,中國)操作步驟加樣,在 LightCycler? 480 實時熒光定量系統(tǒng)(Roche,Germany)中進行實時定量聚合酶鏈反應(RT-qPCR)及數(shù)據(jù)分析。利用前人報道的蘿卜RNA-Seq數(shù)據(jù)信息,獲取蘿卜生長發(fā)育不同階段(7 、14 、20 、40 、60 、90 d)不同組織(皮層、形成層、木質(zhì)部、根和葉片) [24]以及鹽脅迫[25]、熱脅迫[26]、鉻脅迫[27]、鉛脅迫[28]和鎘脅迫[29]等脅迫下AHP家族基因及其表達量數(shù)據(jù)信息?;虮磉_水平用RPKM值表示,利用Cluster 3.0和Tree View軟件進行蘿卜AHP家族基因表達量的熱圖制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘿卜AHP基因家族成員鑒定、染色體定位與共線性分析

在蘿卜基因組數(shù)據(jù)庫中,總共檢索到7條與AHP結(jié)構(gòu)序列特征相匹配的蛋白序列(E-value < 0.01)。去除序列結(jié)構(gòu)不完整蛋白(無起始密碼子或終止密碼子)和在NCBI中blastp (檢索物種Raphanus sativus L.和Arabidopsis thaliana)注釋信息都不是AHP結(jié)果的蛋白,最終確定6個AHP蛋白。根據(jù)序列匹配值由高到低,依次命名為RsAHP1~ RsAHP6。蘿卜AHP蛋白的分子質(zhì)量(MW)在17.3~19.9 kDa范圍內(nèi),除了RsAHP(19.9 kDa)MW值在19 kDa以上,其余各蛋白MW值分布集中在17.3~17.6 kDa。理論等電點pI值分布在4.88~5.92之間不等,屬于酸性蛋白。不穩(wěn)定系數(shù)平均值為37.1(< 40.0),這說明AHP蛋白結(jié)構(gòu)偏穩(wěn)定。預測蘿卜AHP蛋白均為親水性蛋白,并且亞細胞定位于細胞核上(表2)。

利用Map Inspect軟件分析AHP家族基因在染色體上的分布情況?;騌sAHP2、RsAHP5和RsAHP6分別成功定位到蘿卜Chr1、Chr4和Chr9號染色體上,另外3個基因RsAHP1、RsAHP3和RsAHP4均未定位到9條染色體上,其中RsAHP2和RsAHP5屬于片段重復基因,RsAHP3和RsAHP4屬于串聯(lián)重復基因(圖1)。

2.2 蘿卜AHP基因家族系統(tǒng)進化分析

為揭示蘿卜AHP蛋白與十字花科作物擬南芥和白菜的AHP蛋白在進化上的位置與親緣關(guān)系,利用MEGA 7.0軟件對蘿卜(Rs)、擬南芥(At)和白菜(Bra)的AHP蛋白序列構(gòu)建系統(tǒng)進化樹。由圖2可知,蘿卜、擬南芥和白菜AHP家族蛋白可以分為4個大的亞群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 和 Ⅳ),其中Ⅰ類亞群(11個成員)中,蘿卜RsAHP1、RsAHP2、RsAHP5和RsAHP6分別與白菜Bra028236/擬南芥AtAHP3、白菜Bra025394/擬南芥AtAHP2、白菜Bra036215/擬南芥AtAHP2和白菜Bra033398/擬南芥AtAHP5親緣關(guān)系最近;Ⅱ類亞群(4個成員)中,蘿卜RsAHP3和RsAHP4與白菜Bra023876/擬南芥AtAHP1親緣關(guān)系最近;而Ⅲ類亞群(3個成員)和Ⅳ類亞群(2個成員)均沒有蘿卜RsAHP家族成員。

2.3 蘿卜AHP基因順式作用元件分析

為了解蘿卜AHP基因的表達調(diào)控方式,筆者利用PlantCARE軟件對該基因家族啟動子區(qū)(ATG上游1000 bp)的順式作用元件進行分析,結(jié)果如表3所示,預測到的順式作用元件除了CAAT-box和TATA-box外,還包括激素響應(7種,AuxRE、GARE-motif、TGA-element、ABRE、TGACG-motif、TCA-element、CGTCA-motif)、防御應激與脅迫響應(4種,TC-rich repeats、STRE、MYB、MYC)、干旱誘導(MBS)、光響應(12種,ATC-motif、Gap-box、TCT-motif、Box 4、G-Box、GT1-motif、GA-motif、LAMP-element、GATA-motif、ACE、AE-box、chs-CMA1a)以及低溫響應(LTR)等44種作用元件。其中激素響應元件、脅迫響應元件和光響應元件所占比率較高,說明激素調(diào)節(jié)、光環(huán)境和脅迫刺激在植物生長過程中發(fā)揮重要的作用。其中,RsAHP1~RsAHP5序列中包含STRE和MYB脅迫響應元件,RsAHP1、RsAHP2、RsAHP5、RsAHP6序列中包含MYC脅迫響應元件,以上這些順式作用元件的表達與蘿卜耐脅迫生長密切相關(guān)。

2.4 蘿卜AHP家族成員基因結(jié)構(gòu)和保守結(jié)構(gòu)域分析

利用GSDS和MEME網(wǎng)站分別在線分析蘿卜AHP家族成員基因結(jié)構(gòu)和保守結(jié)構(gòu)域特征。由圖3可知,除RsAHP6基因含有7個外顯子和6個內(nèi)含子外,其余RsAHP基因均只含有6個外顯子和5個內(nèi)含子;蘿卜AHP家族蛋白均含有4個保守基序(Motif),即Motif1、Motif2、Motif3和Motif4。

2.5 蘿卜AHP基因在發(fā)育和非生物脅迫下的表達模式分析

基于Mitsui等[24]報道的RNA-Seq數(shù)據(jù),提取RsAHPs家族基因在蘿卜生長發(fā)育不同階段和不同組織中的RPKM表達量數(shù)據(jù)信息,利用Cluster 3.0軟件對其進行聚類分析和Treeview軟件展示聚類結(jié)果。結(jié)果顯示,RsAHPs家族基因均在葉中表達量低,根中表達量高,尤其RsAHP5表達量最高,RsAHP2表達量次之,RsAHP3和RsAHP4表達量最低;其中RsAHP5在皮層、木質(zhì)部和形成層中表達量最高,RsAHP2在根中任意組織中表達量均相當,而RsAHP1、RsAHP3和RsAHP4則是在根尖中表達量最高(圖4-a~b)。此外,通過維恩圖分析發(fā)現(xiàn),RsAHP1、RsAHP2和RsAHP5在蘿卜根尖、木質(zhì)部、形成層、皮層和葉片中都高表達(RPKM > 5)(圖4-c)。

利用前人發(fā)表的蘿卜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫,獲取鹽脅迫、熱脅迫、鉻脅迫、鉛脅迫和鎘脅迫等非生物脅迫下AHP家族基因及其表達譜信息(歸一化表達水平)。結(jié)果表明,RsAHP1、RsAHP2和RsAHP5均響應鹽脅迫、熱脅迫、鉻脅迫、鉛脅迫和鎘脅迫,且其表達模式略有差異。例如,RsAHP1在熱脅迫、鉻脅迫、鉛脅迫和鎘脅迫下均下調(diào)表達,而在鹽脅迫下為上調(diào)表達;RsAHP2在鹽脅迫、鉻脅迫、鉛脅迫和鎘脅迫下均上調(diào)表達,而在熱脅迫下為下調(diào)表達;RsAHP5在鹽脅迫、鉻脅迫、鉛脅迫和熱脅迫下均上調(diào)表達,而在鎘脅迫下為下調(diào)表達(圖5)。此外,RT-qPCR分析發(fā)現(xiàn)干旱脅迫下RsAHP1、RsAHP3和RsAHP4均顯著上調(diào)表達,較對照組表達量高5~9倍;RsAHP3和RsAHP4均對冷害與遮光無響應,而RsAHP6對遮光響應顯著且上調(diào)表達(圖6)。綜上,蘿卜AHP家族基因可能在響應干旱、鹽、鉻、鉛、鎘等非生物脅迫方面表現(xiàn)出重要作用。

3 討論與結(jié)論

蘿卜是十字花科重要的根菜類蔬菜作物,是我國出口創(chuàng)匯的蔬菜之一[30]。蘿卜的產(chǎn)品器官肉質(zhì)直根是一種復合器官(變態(tài)器官),除了具有植物學根的特性以外,還有下胚軸發(fā)育而來的膨大肉質(zhì)直根[31]。蘿卜肉質(zhì)直根膨大形成發(fā)育的好壞直接關(guān)系到最終的產(chǎn)量與品質(zhì)的高低[32]。實質(zhì)上,蘿卜肉質(zhì)直根膨大形成是由細胞分裂(細胞數(shù)目)與細胞膨大(細胞體積)決定的,而細胞分裂素的合成、代謝與信號轉(zhuǎn)導在蘿卜肉質(zhì)直根膨大形成過程中起到重要的作用[33]。研究已證實,AHP是細胞分裂素信號轉(zhuǎn)導過程中的重要調(diào)節(jié)因子,可以將來自組氨酸激酶HK的磷酸基團轉(zhuǎn)移至位于細胞核的反應調(diào)節(jié)因子RR上,從而激活下游基因的表達以完成信號傳遞[6]。因此,開展蘿卜AHP基因家族鑒定與功能分析等相關(guān)研究對于蘿卜品質(zhì)育種有重要理論意義。

隨著新一代測序(NGS)技術(shù)廣泛應用,生物組學(omics)數(shù)據(jù)大量涌現(xiàn)。利用生物信息學技術(shù)將這些龐大數(shù)據(jù)信息進行有效整合,將為挖掘植物重要性狀相關(guān)基因提供理論基礎(chǔ)[34]。筆者以蘿卜為研究對象,利用生物信息學技術(shù),鑒定出6個蘿卜AHP基因家族成員(RsAHP1~RsAHP6)。其中,RsAHP2、RsAHP5和RsAHP6分別定位到蘿卜Chr1、Chr4和Chr9號染色體上,存在片段重復(RsAHP2/RsAHP5)和串聯(lián)重復(RsAHP3/RsAHP4)基因?qū)Γ@對于蘿卜AHP基因家族的擴張和植物更好地適應外界環(huán)境變化提供了遺傳基礎(chǔ)。同時為了探究蘿卜AHP基因作用機制,分別提取蘿卜AHP家族基因的起始密碼子(ATG)上游1000 bp序列進行順式作用元件分析。啟動子序列分析表明激素響應元件(7種,4/6)、脅迫響應元件(4種,6/6)和光響應元件(12種,6/6)種類所占比率較高、覆蓋蘿卜AHP家族成員個數(shù)較多,說明激素調(diào)節(jié)、光環(huán)境和脅迫刺激在蘿卜肉質(zhì)根生長發(fā)育過程中的物質(zhì)形態(tài)建成、激素和脅迫信號轉(zhuǎn)導等方面發(fā)揮重要的作用。

為了探究蘿卜AHP基因在植物發(fā)育不同時期不同組織及系列非生物脅迫條件下的功能,筆者對其在蘿卜生長發(fā)育不同階段和不同組織以及鹽、熱、鉻、鉛、鎘、干旱、冷害、遮光脅迫下的表達譜進行綜合分析。擬南芥中的AHP1、AHP2、AHP3在根中表達量多,在葉和莖中表達量很少[15],基因表達譜分析表明蘿卜AHP家族基因均在葉中表達量低,根中表達量高,這與前人研究結(jié)果一致,尤其是RsAHP5在蘿卜皮層、木質(zhì)部和形成層中表達量最高,而RsAHP1、RsAHP3和RsAHP4在蘿卜根尖中表達量最高,說明蘿卜AHP家族基因具有時空表達特性,且RsAHP5可能在蘿卜肉質(zhì)根膨大形成過程中細胞分裂素信號轉(zhuǎn)導起到重要作用。非生物脅迫條件下,蘿卜轉(zhuǎn)錄組分析表明RsAHP1、RsAHP2和RsAHP5均顯著差異表達,表明這些基因響應了鹽、熱、鉻、鉛和鎘脅迫。在鹽脅迫條件下,擬南芥AtAHP2、AtAHP3和AtAHP5均受抑制表達,這與本研究中蘿卜RsAHP2和RsAHP5的表達模式相一致,但是與RsAHP1表達模式相反[13];水稻OsAHP1受鹽脅迫誘導,并且其RNAi植株耐鹽性減弱,這與蘿卜鹽脅迫下RsAHP1表達模式類似[17],說明RsAHP1可能對鹽脅迫響應起正向調(diào)控作用。筆者還發(fā)現(xiàn)蘿卜在熱脅迫下,RsAHP5上調(diào)表達,RsAHP1和RsAHP2下調(diào)表達,說明熱脅迫下RsAHP5可能對熱耐性響應起正向調(diào)控作用,這與前人證實的“大多數(shù)熱休克(HS)反應蛋白因細胞分裂素的增加而增加”這一結(jié)論相一致[35]。此外,在重金屬脅迫下,蘿卜RsAHP2在鉻脅迫、鉛脅迫和鎘脅迫下均表現(xiàn)上調(diào)表達,表明RsAHP2可能在響應和抵御重金屬脅迫方面具有正向調(diào)控作用。同時,非生物脅迫條件下,RsAHP3、RsAHP4和RsAHP6的表達無差異性變化,說明蘿卜AHP家族基因可能在功能上存在冗余現(xiàn)象。蘿卜AHP基因?qū)Σ煌巧锩{迫的不同響應,揭示了細胞分裂素信號因子與蘿卜非生物脅迫應激反應之間的復雜相互作用,其具體的相互關(guān)系需進行更深入的試驗論證。

筆者基于蘿卜基因組、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和RT-qPCR分析結(jié)果,在全基因組水平上篩選鑒定蘿卜AHP家族基因,進一步分析其氨基酸理化性質(zhì)、作用元件、進化關(guān)系、發(fā)育與非生物脅迫下基因表達模式等。結(jié)果表明,鑒定到的6個蘿卜AHP基因家族成員(RsAHP1~RsAHP6)中存在片段重復(RsAHP2/RsAHP5)和串聯(lián)重復(RsAHP3/RsAHP4)基因?qū)?系統(tǒng)進化分析表明蘿卜、擬南芥和白菜的AHP家族具有很強的同源性和保守性;蘿卜AHP基因啟動子序列含有光響應、激素響應和防御應激與脅迫響應等多種順式作用元件;蘿卜AHP家族基因均在根中表達量高而在葉中表達量低,不同非生物脅迫條件下,RsAHP1、RsAHP2和RsAHP5表達差異顯著,表明蘿卜AHP基因家族與植物發(fā)育和響應非生物脅迫有密切關(guān)系。本研究結(jié)果為深入挖掘響應蘿卜非生物脅迫的AHP基因及其作用機制研究提供了理論依據(jù)。

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