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小麦TaSnRK基因家族鉴定及在局部根区干旱下的表达分析

文献类型： 中文期刊

作者： 张恒;冯雅岚;田文仲;郭彬彬;张均;马超

作者机构：

关键词： 小麦;TaSnRK基因;生物信息学;局部根区干旱;基因表达

期刊名称：作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2024 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 蔗糖玉米非发酵-1相关蛋白激酶（Sucrose non-ferment-1-related protein kinase， SnRK）在响应非生物胁迫过程中发挥着核心调控作用。为系统分析小麦（Triticum aestivum L.） TaSnRK基因家族成员的基本理化性质、染色体分布、基因结构、系统进化关系和在局部根区干旱下的表达特性，本研究利用生物信息学的方法在小麦全基因组进行鉴定，并通过小麦公共表达数据库和实时荧光定量PCR （Real-time fluorescent Quantitative PCR， qRT-PCR）分析了其在局部根区干旱下的表达模式。结果表明，在小麦中共鉴定到139个SnRK基因家族成员，并将其分为3个亚家族，每个亚家族中分别含有15 （SnRK1）、31 （SnRK2）和93 （SnRK3）个成员，蛋白质序列长度在154～836个氨基酸之间。通过保守基序分析发现，3个亚家族的成员中均含Motif2和Motif4；在SnRK1亚家族中所有成员均含Motif14和Motif15，而在SnRK2和SnRK3亚家族中均不含这2个结构域；在SnRK3亚家族中所有成员均含Motif10，而在SnRK1和SnRK2亚家族中均不含Motif10。通过种内共线性分析发现，TaSnRK基因共有217个重复事件，同源性较高且进化过程非常保守，Ka/Ks比率显示仅有3对家族成员受到了正向的自然选择压力。顺式作用元件分析发现，小麦TaSnRK基因中的顺式作用元件大多与生长发育有关，此外还包含多种逆境响应的结合元件。基因表达模式分析显示，在TaSnRK家族成员中仅有20个基因在籽粒中的相对表达量较高，而在穗、叶、芽、根中分别有85、90、92和80个基因具有较高的表达量。qRT-PCR分析表明，TaSnRK基因在抗旱性强的小麦中表达量更高，另外SnRK2和SnRK3这2个亚族中的成员可以感受并传递干旱胁迫信号。蛋白互作分析结果表明，35个TaSnRK蛋白和与其相关的23个功能蛋白共存在267对蛋白互作事件。上述结果为深入研究TaSnRK基因在调控小麦生长发育与干旱胁迫中的响应提供理论依据。

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