[目的]本文旨在利用生物信息学方法鉴定葡萄同源异型盒(homeobox,HB)基因家族,对其序列和结构特征,进化特征和表达特性进行系统分析,筛选响应芽休眠及多种胁迫的候选葡萄HB基因.[方法]利用本地BLAST程序,以拟南芥HB基因为靶序列与葡萄全基因组蛋白序列进行比对.利用ExPASy预测葡萄HB基因家族蛋白理化性质,并使用MapGene2Chro定位染色体.基于邻近法,利用MEGA X软件构建葡萄和拟南芥HB基因家族成员系统进化树.同时使用TBtools软件分析HB家族成员基因结构、保守结构域及启动子顺式作用元件特征.采用MCScanX分析HB基因家族成员在葡萄与拟南芥之间的基因组共线性.基于已有的转录组数据,分析HB基因在芽休眠、果实发育和不同非生物胁迫下的表达情况.[结果]在葡萄基因组中共鉴定出80个HB基因家族成员,分布在18条染色体上,根据进化分析将其分为9个亚族.家族成员氨基酸数量为66～1772,相对分子质量为(8.28～198.55)×103,等电点为4.60～10.03,亚细胞定位预测其主要定位于叶绿体之中.基因结构分析发现,葡萄HB基因家族成员均包含外显子,数量为1～20个.葡萄HB基因家族存在2对串联重复基因和23对共线性基因,在拟南芥和葡萄间存在82对共线性基因对.启动子顺式作用元件分析表明,HB家族含有光响应元件、多种激素响应元件、逆境胁迫响应元件和组织特异性响应元件等.葡萄HB家族蛋白中KNOX与BEL亚家族成员间互作关系最为密切.通过葡萄HB基因家族的表达谱分析发现,绝大部分HB家族成员在芽休眠和干旱胁迫下有显著差异表达,并且还发现了7个HB家族成员可能参与芽休眠调控,其中VvHB9和VvHB34可参与多种非生物胁迫.[结论]本研究鉴定并分析了葡萄HB家族成员的基本信息,基于转录组数据,筛选了多个参与芽休眠调控和能够响应多种非生物胁迫的关键基因.

葡萄;homeobox(HB);基因家族;鉴定;非生物胁迫

林艺灵;刘众杰;王子诚;杨毓贤;王令宇;张川;王晨;贾海锋;卢素文;房经贵;上官凌飞

南京农业大学园艺学院/江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心,江苏 南京210095

南京农业大学学报

[1]林艺灵;刘众杰;王子诚;杨毓贤;王令宇;张川;王晨;贾海锋;卢素文;房经贵;上官凌飞-.葡萄HB基因家族全基因组鉴定及表达分析)[J].南京农业大学学报,2022(06):1126-1139

MapGene2Chro,MCScanX,VvHB9,VvHB34

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