为探究干旱胁迫对大蒜(Allium sativum Linn.)叶绿素合成的影响,本研究基于大蒜转录组测序数据,筛选出响应干旱胁迫的大蒜叶绿素合成基因家族成员,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术验证其表达情况后,采用生物信息学方法鉴定其序列属性.结果表明:从大蒜转录组数据中搜索得到的17个叶绿素合成基因家族中,筛选出6个积极响应干旱胁迫的大蒜叶绿素合成基因家族,即AsHEMA、AsHEMB、AsGSA、AsCHLD、AsCHLI和AsCAO.qRT-PCR和RNA-Seq结果显示:干旱胁迫6 d,AsHEMA、AsHEMB、AsGSA、AsCHLD、AsCHLI和AsCAO基因家族成员的表达量总体上显著增加.生物信息学分析结果显示:大蒜上述6个基因家族32个unigenes编码序列的氨基酸残基数为104～773,理论相对分子质量为11978～84411,理论等电点为pI 4.78至pI 9.86,不稳定指数为24.66～60.13,脂溶系数为80.04～104.59;除AsGSA家族外,其余5个家族成员的总平均亲水性为负值,即AsGSA家族成员为亲水蛋白,其余5个家族成员为疏水蛋白.保守基序分析结果表明:大蒜这6个叶绿素合成基因家族成员编码的氨基酸序列具有较高的保守性和相似性,其中,AsHEMA、AsGSA和AsCHLD家族高度保守;AsHEMB、AsCHLI和AsCAO家族保守性也较高,仅个别家族成员存在差异.进化树结果显示:大蒜同一叶绿素合成基因家族成员聚在一起,说明各基因家族的成员在进化上具有较高的保守性和相似性;AsHEMA、AsHEMB、AsCHLD、AsCHLI和AsCAO基因家族与单子叶植物小麦(Triticum aestivum Linn.)、石刁柏(Asparagus officinalis Linn.)和玉簪〔Hosta plantaginea(Lam.)Aschers.〕相关基因的同源性较高.上述研究结果显示:AsHEMA、AsHEMB、AsGSA、AsCHLD、AsCHLI和AsCAO基因家族的保守性和相似性较高,在大蒜响应干旱胁迫中发挥重要作用.

大蒜;干旱胁迫;叶绿素合成基因;生物信息学分析

王紫彤;周倩怡;田洁

青海大学 农林科学院 青海省蔬菜遗传与生理重点实验室, 青海 西宁810016;青海大学 省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室, 青海 西宁810016

植物资源与环境学报

[1]王紫彤;周倩怡;田洁-.干旱胁迫下大蒜叶绿素合成基因家族鉴定分析)[J].植物资源与环境学报,2022(03):54-64,74

AsHEMA,AsHEMB,AsGSA,AsCHLD,AsCHLI,AsCAO,Asparagus,plantaginea,Aschers

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