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大豆B类花器官特征基因的生物信息学分析

文献类型： 中文期刊

作者： 王曦昕;蒋炳军;袁珊;武婷婷;孙石;张亮生;韩天富

作者机构：

关键词： 大豆;APETALA3;PISTILLATA;MADS-box;花器官特征基因

期刊名称：大豆科学

ISSN： 1000-9841

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： 大豆花器官较小且闭花授粉，导致人工杂交效率低，品种遗传基础狭窄。MADS-box基因家族成员APETALA3（AP3）和PISTILLATA（PI）作为花发育ABCDE模型中的B类基因，共同控制花瓣与雄蕊的形成，在花器官形态建成中发挥重要作用。为明确大豆中B类基因的进化模式，并探究其在不同大豆品种中的遗传变异，本研究通过生物信息学手段对大豆B类基因进行了基因结构、系统进化、保守基序、共线性、单倍型分析及物理性质预测等研究。结果显示，大豆基因组中有11个B类基因，分别属于3个亚组，其中GmAP304（Glyma.04G027200）、GmAP306（Glyma.06G027200）、GmAP303（Glyma.03G111500）、GmAP316（Glyma.16G105600）和GmAP312（Glyma.12G118100）属于paleoAP3亚组，GmTM601（Glyma.01G169600）和GmTM611（Glyma.11G073700）属于TM6亚组，GmPI13（Glyma.13G034100）、GmPI14（Glyma.14G155100）、GmPI04（Glyma.04G245500）和GmPI06（Glyma.06G117600）属于PI亚组，且各亚组B类基因结构相对保守；大豆B类基因编码的蛋白中共有10个motif，其中motif1、motif4和motif5与MADS结构域重叠。转录组数据分析显示，GmAP304、GmAP306、GmPI04、GmPI06、GmPI13、GmPI14、GmTM601和GmTM611在大豆花中有较高表达。结合单倍型分析发现，GmAP304、GmAP312、GmPI06、GmPI13和GmPI14在栽培大豆中只包含1种单倍型，比其它大豆B类基因更加保守，可能在控制花器官形成中行使更为重要的功能。研究结果有助于完善大豆花器官发育模型，进一步阐明B类基因的功能，为大豆花器官的改造提供分子靶点，对提高大豆育种效率、拓宽品种遗传基础具有重要意义。

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