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题名水稻LEA基因家族的全基因组鉴定及综合分析
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作者
赵贺
冀亚亮
梁潇
阮班普
于彦春
马殿荣
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机构
沈阳农业大学水稻研究所
北京康普森生物技术有限公司
辽东学院农学院
杭州师范大学生命与环境科学学院
辽宁省农业科学院
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出处
《沈阳农业大学学报》
北大核心
2025年第5期14-25,共12页
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基金
辽宁省科技重大专项项目(2024JH1/11700006)。
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文摘
[目的]大量研究表明,LEA蛋白能够通过多种机制帮助植物应对环境压力,在水稻中仍有大量LEA家族成员的功能尚未得到充分验证。因此,通过对水稻LEA基因家族(OsLEA)的生物信息学分析,并结合其在不同胁迫下的基因表达变化,旨在挖掘参与水稻中响应非生物胁迫的OsLEA新成员。[方法]采用全基因组生物信息学方法对OsLEA基因家族进行了鉴定和分析。[结果]水稻基因组中共包含83个OsLEA基因家族成员,这些基因不均匀地分布在12条染色体上,根据其结构域特征可分为8个亚家族。理化性质分析显示,LEA蛋白具有广泛的亲水性和较强的稳定性。亚细胞定位预测表明,大多数LEA蛋白分布在细胞质、细胞膜和线粒体等细胞组分中。启动子顺式作用元件分析表明,OsLEA基因的启动子区域富含与非生物胁迫、植物激素响应和生长发育相关的元件。组织表达模式和激素响应分析揭示,OsLEA基因在不同组织和不同植物激素处理中表现出显著的表达特异性。此外,非生物胁迫(低温、高温、盐和重金属镉)处理下,部分OsLEA基因表现出明显的应答。[结论]通过整合生物信息学分析及多种激素与逆境胁迫下的表达谱数据,初步揭示了OsLEA基因家族参与逆境响应的分子调控机制。基于此,成功筛选出Os04g0589800、Os05g0362600、Os06g0324400和Os08g0163600等核心成员基因,其在高盐、高温及低温胁迫下均呈现显著表达上调特征,证实了它们在非生物胁迫应答中的关键生物学功能,为抗逆水稻育种提供了极具应用潜力的分子靶标。
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关键词
水稻
LEA基因家族
非生物胁迫
启动子顺式作用元件
组织表达模式
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Keywords
rice
LEA gene family
abiotic stress
promoter cis-acting elements
tissue expression pattern
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分类号
S511
[农业科学—作物学]
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