花生GATA基因家族鉴定和表达分析

王伟杰, 雷亚柯, 张建航, 展世杰, 邓陈威, 贾朝阳

山西农业大学学报(自然科学版). 2024, 44(02): 10-22

山西农业大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (02) : 10-22. DOI: 10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312032

花生GATA基因家族鉴定和表达分析

  • 王伟杰, 雷亚柯, 张建航, 展世杰, 邓陈威, 贾朝阳
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摘要

[目的]探究GATA基因家族在花生生长发育和抗旱调控中的作用。[方法]通过生物信息学方法鉴定花生GATA家族成员,分析其系统进化、基因结构、组织表达模式,最后结合转录组数据和实时荧光定量PCR技术筛选花生GATA家族响应干旱胁迫的关键基因。[结果]本文鉴定到47个GATA类转录因子编码基因,它们不均匀地分布在除2号、4号和14号染色体以外的17条染色体上。理化性质分析表明,该家族属于亲水性蛋白,大部分基因呈酸性,只有Arahy.QG9XFC.1具有信号肽。根据拟南芥家族同源基因聚类分析结果,可将花生GATA家族蛋白分为4个亚家族。其中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ亚家族成员的锌指结构域特征模体为C_(X2)C_(X18)C_(X2)C,而第Ⅳ亚家族为C_(X2)C_(X20)C_(X2)C类型。大部分成员在A亚基因组和B亚基因组中呈对称分布,组织表达模式分析显示,超过半数的GATA家族成员在22个组织中表现不同程度的特异性表达。其中第Ⅰ亚家族Arahy.LJYJ4M、Arahy.VS8GG1、Arahy.3S8P0L和Arahy.I6JZDT在所有组织中均显示较高的表达水平。然而Arahy.QY7BN7和Arahy.F7WS4I在叶片,Arahy.C6NV9N在花被中表达较高,Arahy.4Y7J59和Arahy.D56WMI在种子中呈现组织特异性高表达特性。转录组数据分析发现,34个GA-TA基因响应干旱、低温、ABA和BR激素处理,5个GATA基因在干旱和低温胁迫下表达量发生显著上调,1个基因发生显著下调。进一步RT-qPCR分析表明,Arahy.C6NV9N和Arahy.2SUK7S特异性响应PEG胁迫的基因,尤其前者在叶组织中胁迫早期呈现持续上调表达。[结论]花生中有47个GATA基因,其中Arahy.C6NV9N和Arahy.2SUK7S可能是花生GATA家族响应干旱胁迫关键基因。

关键词

花生 / 转录因子 / GATA / 组织表达模式 / 干旱胁迫

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王伟杰, 雷亚柯, 张建航, 展世杰, 邓陈威, 贾朝阳. 花生GATA基因家族鉴定和表达分析. 山西农业大学学报(自然科学版). 2024, 44(02): 10-22 https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312032

基金

河南省科研平台22年产业基金(225101610063); 河南省优质专用型花生工程技术研究中心(20221108038)

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