Ⅲ型过氧化物酶(ClassⅢperoxidase,PRX)是植物中特有的过氧化物酶家族,在植物生长发育以及非生物胁迫中发挥重要作用.谷子作为C4植物是禾本科抗逆研究的模式植物,然而目前对于谷子中Ⅲ型过氧化物酶家族基因功能鲜有报道.为探究谷子Ⅲ型过氧化物酶基因家族(SitPRXs)在干旱胁迫和ABA诱导下的表达模式,进行了全基因组表达分析.本研究利用生物信息学方法在谷子全基因组中鉴定出132个Ⅲ型PRX基因家族成员,并根据其在染色体上位置顺序依次命名为SitPRX1～SitPRX132.通过对谷子、拟南芥和水稻的系统进化分析将其分为5个亚家族,基因结构和保守基序分析表明同一亚家族具有较高的保守性.基因复制分析显示,17个SitPRX基因(13％)存在片段复制,78个SitPRX基因(59％)存在串联复制,串联复制事件在SitPRX基因扩增中起重要作用.谷子与拟南芥、水稻和玉米的物种间同源性分析显示谷子中大多数SitPRXs是在双子叶植物和单子叶植物分化后形成的.转录组分析显示,SitPRX基因家族成员在谷子幼苗、根、茎、叶以及圆锥花序中表达存在差异.启动子顺式作用元件分析显示,79个SitPRXs含有与干旱胁迫响应相关的顺式作用元件,进一步qRT-PCR分析显示,SitPRX12、SitPRX41、SitPRX81、SitPRX110和SitPRX126受PEG和ABA诱导表达,表明这些基因可能通过ABA依赖的信号通路来调控和响应干旱胁迫,可作为进一步研究Ⅲ型PRX基因家族抗旱功能的候选基因.研究结果为全面解析SitPRX基因结构与生物学功能、抗旱分子机制以及分子育种提供了新信息,以期为今后培育高效抗逆作物新品种提供思路.

Ⅲ型过氧化物酶;基因家族分析;干旱胁迫响应;谷子

马鑫磊;许瑞琪;索晓曼;李婧实;顾鹏鹏;姚锐;林小虎;高慧

河北省作物逆境生物学重点实验室, 河北秦皇岛 066004;河北科技师范学院农学与生物科技学院, 河北秦皇岛 066004

作物学报

[1]马鑫磊;许瑞琪;索晓曼;李婧实;顾鹏鹏;姚锐;林小虎;高慧-.谷子Ⅲ型PRX基因家族全基因组鉴定及干旱胁迫下表达分析)[J].作物学报,2022(10):2517-2532

SitPRXs,SitPRX1,SitPRX132,SitPRX,SitPRX12,SitPRX41,SitPRX81,SitPRX110,SitPRX126

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