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苎麻ABC转运蛋白基因家族鉴定及其镉胁迫表达模式分析

文献类型： 中文期刊

作者： 顾一舟;颜世伟;朱爱国;陈坤梅;陈佳;陈继康;高钢;王晓飞;吴独清;杨桢;陈平

作者机构：

关键词： 苎麻;ABC转运蛋白;基因家族;镉胁迫;基因表达模式

期刊名称：作物杂志

ISSN： 1001-7283

年卷期： 2025 年

页码：

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

摘要： ATP结合盒（ATP-binding cassettes， ABCs）转运蛋白在作物抵抗重金属、低温、盐等非生物胁迫中发挥着重要的作用。挖掘和鉴定重金属修复作物苎麻的ABC转运蛋白对重金属污染修复品种的选育与利用具有重要意义。为筛选在镉胁迫中发挥作用的BnABCs，本研究通过生物信息学共鉴定到143个苎麻ABC转运蛋白基因家族成员，其中69%的成员都属于ABCG与ABCB亚家族，大部分位于细胞膜上；与双子叶植物拟南芥、工业大麻分别有57、86对共线性基因，与单子叶植物水稻、玉米分别有31、15对共线性基因；苎麻内发现26对旁系同源基因对，其中只有一对Ka/Ks值大于1，表明受到正向选择，其余25对均小于1，表明受到纯化选择；对基因保守结构进行分析，发现BnABCs含有典型的ATP结合结构域组成元件Walker A motifs、Walker B motifs与ABC标签序列（Walker C motifs）；顺式作用元件分析发现启动子区域有大量光反应、植物激素反应、胁迫反应元件；通过转录组数据筛选出组织特异性表达且启动子区域含有胁迫元件与MYB结合位点的BnABCs作为响应镉胁迫的候选基因，大部分属于ABCG与ABCB两个亚家族，且跨膜数量几乎都高于3。实时荧光定量PCR表明其在镉胁迫下的根茎叶中出现不同的表达模式，其中BnABC128与水稻中镉耐性的基因同源性最高，可能具有外排镉的能力。本研究不仅丰富了苎麻在响应非生物胁迫中潜在的基因资源，同时也为改良育种新材料提供重要依据。

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