纤维素合成酶(CesA)是纤维素合成的关键酶.为探究毛竹(Phyllostachys edulis)中CesA基因的分子特征、表达模式及其调控关系,本研究采用生物信息学方法对毛竹CesA基因家族成员进行系统分析,基于毛竹RNA?Seq数据和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析CesA在毛竹组织中的表达模式,借助酵母单杂交技术验证转录因子MYB对CesA的调控作用.结果表明,在毛竹中共鉴定21个CesA(PeCesA1～PeCesA21),分别含有8～14个内含子;共线性分析发现19个PeCesAs存在片段复制,且Ka/Ks值均小于1.0.PeCesAs编码蛋白长度为904～1093 aa,分子量在101.10～123.63 kDa之间,理论等电点为5.95～8.60;亚细胞定位预测所有PeCesAs都定位在质膜上;保守基序分析发现,PeCesAs共含有20个保守基序,均含有CesA家族的特征基序D、D、D和QxxRW.系统发育分析结果表明,毛竹等4个物种的CesA家族52个成员聚类成7个分支.RNA?Seq数据分析结果表明,PeCesAs(PeCesA1/5/10/11/17)在根以及不同高度笋的中部和基部的表达量存在明显差异,而且PeMYB35和PeMYB37均与PeCesA1/5/10/11/17存在较强的共表达关系.qRT-PCR结果进一步证实,随着毛竹笋高度的增加,PeMYB35与PeCesA1/5/10/11/17呈现相似的表达趋势.此外,PeCesA1/5/10/11/17的启动子序列中均包含MYB转录因子的结合位点GAMYB,酵母单杂结果证实PeMYB35能够与PeCesA1启动子中GAMYB元件相结合,可能会进一步调控基因的表达.该结果为研究毛竹中纤维素的生物合成机制提供了参考依据.

毛竹;纤维素合成酶基因;表达模式分析;转录调控

王新悦;朱成磊;杨克彬;李广柱;李真;袁婷婷;高志民

国际竹藤中心竹藤资源基因科学与基因产业化研究所,国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室,北京 100102

核农学报

[1]王新悦;朱成磊;杨克彬;李广柱;李真;袁婷婷;高志民-.毛竹CesA基因鉴定及其表达调控研究)[J].核农学报,2022(04):706-715

PeCesA1,PeCesA21,PeCesAs,QxxRW,PeMYB35,PeMYB37,GAMYB

基因鉴定,表达调控,调控研究,关键酶,Phyllostachys,edulis,分子特征,生物信息学方法,基因家族,Seq,qRT,酵母单杂交,杂交技术,技术验证,内含子,共线性分析,Ka,Ks,编码蛋白,aa,分子量,kDa,等电点,亚细胞定位,定位预测,质膜,保守基序,特征基序,系统发育分析,不同高度,基部,共表达,表达关系,毛竹笋,启动子序列,结合位点,步调,调控基因,生物合成机制,纤维素合成酶基因,表达模式分析,转录调控

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