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藜麦MADS-box基因家族的全基因组鉴定和表达分析
1
作者
何财林
卢晶
+2 位作者
郭会会
李小安
吴琪
《生物技术通报》
北大核心
2025年第1期157-172,共16页
【目的】开展藜麦CqMADS-box基因家族鉴定和表达分析,为藜麦产量品质的提高提供优异基因资源。【方法】基于拟南芥MADS-box蛋白序列,利用BLASTP和隐马尔可夫模型文件(Hidden Markov Model, HMM)鉴定CqMADS-box基因家族成员,采用最大似然...
【目的】开展藜麦CqMADS-box基因家族鉴定和表达分析,为藜麦产量品质的提高提供优异基因资源。【方法】基于拟南芥MADS-box蛋白序列,利用BLASTP和隐马尔可夫模型文件(Hidden Markov Model, HMM)鉴定CqMADS-box基因家族成员,采用最大似然法(maximum likelihood, ML)构建系统发育树,分析MADS-box基因在染色体的位置,利用MXSCan分析CqMADSbox基因家族成员在藜麦亚基因组A/B间,及其与甜菜二倍体近缘种C. pallidicaule(A)、C. suecicum(B),六倍体近缘种中国台湾红藜(Chenopodium formosanum)中MADS-box成员的共线性,利用WoLF PSORT、PlantCARE等在线网站分析CqMADS-box转录因子的理化性质、基因结构、启动子区顺式作用元件。基于前期发表的转录组数据,分析CqMADS-box在不同组织、6个花序发育时期、种子萌发的表达模式;利用转录组数据分析在长日照和短日照下,花期和花器官相关CqMADS-box的表达情况。【结果】鉴定得到117个藜麦MADS-box基因家族成员,分布在17条染色体上。Ⅰ型CqMADS-box包含Mα、Mγ两个进化分支,Ⅱ型包含CqPI(CqGLO)、CqAGL17等14个进化分支。不同分支CqMADS-box基因结构、蛋白Motif组成、转录因子结合位点类型和数量存在不同程度的差异。进化分析表明,串联复制是藜麦MADS-box家族扩张的主要途径,大部分复制的时间在四倍体化之前。表达模式结果表明,CqMADS-box基因在花序中表达量相对较高,而在花序发育前期(YP1或YP2),CqSEP3、CqAP1、CqGGM13类基因呈相对高表达;种子经过ABA处理后,CqSEP3类基因表达量显著上升;不同光周期下的表达模式表明,CqAP1、CqSOC1类基因在长日照和短日照下表达量均较高。【结论】CqMADS-box基因家族成员具有组织特异性表达模式,且CqSEP3类基因在藜麦花序发育和响应ABA激素处理的过程中发挥重要作用。
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关键词
CqMADS-box
藜麦
全基因组鉴定
进化分析
花序发育
光周期
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题名
藜麦MADS-box基因家族的全基因组鉴定和表达分析
1
作者
何财林
卢晶
郭会会
李小安
吴琪
机构
农业农村部杂粮加工重点实验室成都大学食品与生物工程学院
四川省杂粮产业化工程技术研究中心成都大学食品与生物工程学院
出处
《生物技术通报》
北大核心
2025年第1期157-172,共16页
基金
西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室开放课题(SKL-KF202302)
四川省自然科学基金项目(2024NSFSC0329)
西藏自治区农牧科学院农业研究所项目(NYSTC202408)。
文摘
【目的】开展藜麦CqMADS-box基因家族鉴定和表达分析,为藜麦产量品质的提高提供优异基因资源。【方法】基于拟南芥MADS-box蛋白序列,利用BLASTP和隐马尔可夫模型文件(Hidden Markov Model, HMM)鉴定CqMADS-box基因家族成员,采用最大似然法(maximum likelihood, ML)构建系统发育树,分析MADS-box基因在染色体的位置,利用MXSCan分析CqMADSbox基因家族成员在藜麦亚基因组A/B间,及其与甜菜二倍体近缘种C. pallidicaule(A)、C. suecicum(B),六倍体近缘种中国台湾红藜(Chenopodium formosanum)中MADS-box成员的共线性,利用WoLF PSORT、PlantCARE等在线网站分析CqMADS-box转录因子的理化性质、基因结构、启动子区顺式作用元件。基于前期发表的转录组数据,分析CqMADS-box在不同组织、6个花序发育时期、种子萌发的表达模式;利用转录组数据分析在长日照和短日照下,花期和花器官相关CqMADS-box的表达情况。【结果】鉴定得到117个藜麦MADS-box基因家族成员,分布在17条染色体上。Ⅰ型CqMADS-box包含Mα、Mγ两个进化分支,Ⅱ型包含CqPI(CqGLO)、CqAGL17等14个进化分支。不同分支CqMADS-box基因结构、蛋白Motif组成、转录因子结合位点类型和数量存在不同程度的差异。进化分析表明,串联复制是藜麦MADS-box家族扩张的主要途径,大部分复制的时间在四倍体化之前。表达模式结果表明,CqMADS-box基因在花序中表达量相对较高,而在花序发育前期(YP1或YP2),CqSEP3、CqAP1、CqGGM13类基因呈相对高表达;种子经过ABA处理后,CqSEP3类基因表达量显著上升;不同光周期下的表达模式表明,CqAP1、CqSOC1类基因在长日照和短日照下表达量均较高。【结论】CqMADS-box基因家族成员具有组织特异性表达模式,且CqSEP3类基因在藜麦花序发育和响应ABA激素处理的过程中发挥重要作用。
关键词
CqMADS-box
藜麦
全基因组鉴定
进化分析
花序发育
光周期
Keywords
CqMADS-box
quinoa
genome-wide identification
evolutionary analysis
inflorescence development
photoperiod
分类号
Q943.2 [生物学—植物学]
S519 [农业科学—作物学]
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1
藜麦MADS-box基因家族的全基因组鉴定和表达分析
何财林
卢晶
郭会会
李小安
吴琪
《生物技术通报》
北大核心
2025
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