三种伞形科蔬菜作物棕榈酰基转移酶基因家族的鉴定与分析

张新业, 李文静, 朱姝, 孙艳香, 王聪艳, 闫训友, 周志国

浙江农业学报. 2023, 35(06): 1315-1327

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三种伞形科蔬菜作物棕榈酰基转移酶基因家族的鉴定与分析

  • 张新业, 李文静, 朱姝, 孙艳香, 王聪艳, 闫训友, 周志国
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摘要

在全基因组水平鉴定胡萝卜(Daucus carota)、芹菜(Apium graveolens)、香菜(Coriandrum sativum)3种伞形科蔬菜作物的棕榈酰基转移酶(protein S-acyltransferase, PAT),对其家族成员进行生物信息学和表达分析,为深入探究该类蛋白在3种伞形科作物生长发育及抵御逆境胁迫中的作用提供参考。利用Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)和hmmsearch程序,从胡萝卜、芹菜、香菜基因组中筛选、鉴定PAT家族成员;利用TBtools绘制PAT基因染色体分布图;利用Expasy分析PAT蛋白的等电点、分子量;利用TMHMM-2.0预测PAT蛋白跨膜区;利用CELLO v.2.5、WoLF PSORT预测PAT蛋白的亚细胞定位情况;利用MEGA6构建系统发育进化树;利用MEME分析PAT蛋白保守基序;基于荧光定量PCR实验结果及转录组数据,利用TBtools绘制基因表达热图,分析PAT基因的组织表达特性及胁迫响应情况。结果表明,在胡萝卜、芹菜及香菜基因组中各存在27、25、27个PAT基因,分别命名为DcPAT1~27、AgPAT1~25、CsPAT1~27。这些PAT成员不均匀地分布于染色体上,理化性质存在差异,且均为跨膜蛋白。系统进化分析将伞形科及来源于其他物种的PAT蛋白分为7个类群(Group1~7),伞形科作物PAT蛋白在7个类群中均有分布。结构分析表明,所有的PAT蛋白均含有DHHC-CRD结构域,该序列内的保守氨基酸残基在不同物种间已发生变异。荧光定量PCR和转录组数据分析表明,PAT基因在胡萝卜、芹菜、香菜不同组织间的表达水平有差异,但有部分成员在不同组织间均呈现高水平或低水平表达,另有部分DcPAT基因在盐胁迫和低温胁迫处理后,表达水平发生改变。

关键词

伞形科 / 棕榈酰基转移酶 / 基因家族 / 生物信息学分析 / 表达分析

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张新业, 李文静, 朱姝, 孙艳香, 王聪艳, 闫训友, 周志国. 三种伞形科蔬菜作物棕榈酰基转移酶基因家族的鉴定与分析. 浙江农业学报. 2023, 35(06): 1315-1327

基金

河北省自然科学基金(C2020408006); 国家重点研发计划(2019YFD1000305-09); 河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018044)

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