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题名谷子LHC基因家族鉴定及非生物胁迫表达分析
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作者
程雪
付颖
柴晓娇
王红艳
邓欣
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机构
辽宁大学生命科学院
赤峰市农牧科学院
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出处
《生物技术通报》
北大核心
2025年第8期102-114,共13页
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文摘
【目的】捕光复合体(LHC)是光合作用光系统的重要结构组成,也参与非生物胁迫响应。从全基因组水平鉴定C4植物谷子的LHC基因家族,分析其在非生物胁迫下的表达模式,为谷子光合作用相关基因的功能研究及分子育种提供理论支持。【方法】在谷子基因组中获取LHC基因家族成员,进行系统发育、蛋白理化性质和亚细胞定位、基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件分析,并结合转录组和RT-q PCR技术分析其在不同组织和非生物胁迫条件下的基因表达。【结果】在谷子中共鉴定出30个LHC基因家族成员,分属于Lhc、Lil、PsbS和FCⅡ4个亚家族,不均匀地分布在9条染色体上;共线性分析发现有1对片段重复基因和2对串联重复基因;顺式作用元件分析发现,启动子上游均含有光响应、激素响应、非生物胁迫响应和植物防御和应激响应元件;蛋白结构预测显示,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,三级结构具有亚家族特异性,SiLhc亚家族内部蛋白相互作用较强;转录组分析发现,有27个基因在叶片中表达量最高,同一亚家族内成员对相同胁迫可能存在功能分化,遗传背景也可造成非生物胁迫的差异化响应;RT-q PCR分析发现,SiLhcb4、SiLhcb5和SiFCⅡ属于非生物胁迫敏感基因,在干旱、盐和碱胁迫中均显著下调表达。【结论】SiLHC各亚家族基因在结构和功能上具有相似性,在转录水平对非生物胁迫响应存在差异,作为光合系统基因可能参与非生物胁迫表达调控。
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关键词
谷子
lhc基因家族
非生物胁迫
光合作用
基因表达
干旱胁迫
盐胁迫
碱胁迫
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Keywords
Setaria italica
lhc gene family
abiotic stress
photosynthesis
gene expression
drought stress
salt stress
alkali stress
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分类号
S515
[农业科学—作物学]
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题名杜氏盐藻Lhc基因家族的鉴定及镉胁迫下的表达特征
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作者
吴铭旭
肖嘉元
陈天红
朱庆玲
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机构
浙江海洋大学
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出处
《海洋与湖沼》
北大核心
2025年第1期143-155,共13页
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基金
国家自然科学基金青年项目,42106147号。
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文摘
镉是广泛存在于水生生态系统的毒害痕量金属,污染水体中痕量金属对水生生物的影响十分重要。光合作用是微藻生长发育的核心过程,Lhc基因家族参与捕光及非光化学淬灭过程,其中包括Lhca和Lhcb亚家族,编码蛋白质构成光合系统捕光复合体。从实验室组装的杜氏盐藻基因组中鉴定了4条Lhca与7条Lhcb基因,通过多序列比对、蛋白质三维结构及保守结构域预测分析其含有保守的Lhc基序。系统发育分析表明,杜氏盐藻与部分微藻及高等植物的Lhc基因聚类相近,且高度保守。q-PCR分析表明,不同镉浓度处理下,Lhc基因表达水平在24h时,Lhcb2.3无显著变化,Lhca1、Lhcb2.1、Lhcb7除2500μg/L组均表达下调,Lhca5.1、Lhcb4除25μg/L组均表达下调,其他所有组均表达下调;96 h全部基因均表达上调。Lhcb2.2与Lhcb7基因在镉胁迫下的表达特征最突出并具一定代表性。杜氏盐藻生长曲线、光合效率及色素测定结果表明,光合效率对镉浓度变化十分敏感,高浓度镉显著抑制杜氏盐藻生长,叶绿素a及总类胡萝卜素含量随镉浓度的升高呈先降低后升高最后降低的趋势变化,β-胡萝卜素含量在细胞不同生长阶段根据镉胁迫程度表现出时间依赖效应。该研究深入挖掘了杜氏盐藻Lhc家族基因,为深入研究水体金属污染对杜氏盐藻的影响及其机制奠定了基础。
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关键词
杜氏盐藻
镉
lhc基因家族
光合作用
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Keywords
Dunaliella salina
cadmium
lhc gene family
photosynthesis
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分类号
S917.3
[农业科学—水产科学]
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题名小麦Lhc基因家族鉴定与表达模式分析
被引量：11
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作者
赵奇
茹京娜
李宜统
王超
徐兆师
王睿辉
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机构
河北农业大学农学院/华北作物改良与调控国家重点实验室
中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程/农业部麦类生物学与遗传育种重点实验室
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出处
《植物遗传资源学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1766-1781,共16页
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基金
河北省小麦现代种业科技创新团队建设项目。
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文摘
捕光叶绿素a/b结合蛋白(Lhc,light-harvesting chlorophyll a/b-binding protein)直接影响光合系统的效率和作物产量。小麦作为我国主要粮食作物之一,生长发育过程中,非生物胁迫严重影响小麦的产量和品质。为了系统研究小麦Lhc基因家族的特性,本研究对普通小麦中的Lhc基因家族成员进行了鉴定和生物信息学分析,并选择其中的差异显著或高表达基因进行了定量表达分析。结果显示,从小麦基因组中共鉴定到96个Lhc基因,除4个基因(TaLhca5.1、TaLhcb1.31、TaLhcb1.39和TaLhcb1.29)未定位到具体染色体外,其余基因分布于除3A和3D外的19条染色体上;这些Lhc基因在系统发育上分属于3个亚家族,处于同一分支的基因具有相似的基因结构与motif;在Lhc基因的启动子区域,发现存在大量的胁迫响应元件和生长发育相关响应元件;Lhc基因在根、茎、叶、穗和籽粒等器官中的表达模式不同,其中在叶中的表达较高;在所选的4个基因中,TaLhca3.3、TaLhcb1.7和TaLhcb1.20的表达量呈现先升高后降低的趋势,TaLhcb1.46呈下调表达趋势。
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关键词
小麦
lhc基因家族
表达分析
非生物胁迫
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Keywords
wheat
lhc gene family
expression analysis
abiotic stress
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分类号
S512.1
[农业科学—作物学]
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