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激素和非生物胁迫下荷花GH3基因家族的表达分析
1
作者
匡健华
程志鹏
+4 位作者
赵永晶
杨洁
陈润乔
陈龙清
胡慧贞
《生物技术通报》
北大核心
2025年第2期221-233,共13页
【目的】探究荷花(Nelumbo nucifera)NnGH3家族成员的特征及其在非生物胁迫响应中的作用,为荷花抗逆新品种的选育提供新的关键候选基因资源。【方法】采用生物信息学方法从荷花全基因组中鉴定酰基酰胺合成酶(GH3)家族成员,对GH3基因编...
【目的】探究荷花(Nelumbo nucifera)NnGH3家族成员的特征及其在非生物胁迫响应中的作用,为荷花抗逆新品种的选育提供新的关键候选基因资源。【方法】采用生物信息学方法从荷花全基因组中鉴定酰基酰胺合成酶(GH3)家族成员,对GH3基因编码的酰胺合成酶理化性质、染色体定位、三级结构预测、系统发育树、基因结构、共线性和表达模式等进行详细研究,并利用RT-qPCR技术探究NnGH3家族基因分别在低温(4℃)、厌氧(水淹)、盐害(300 mmol/L NaCl)及外源施加激素(0.1 mmol/L IAA、1 mmol/L JA和5 mmol/L SA)处理下的表达模式。【结果】从荷花基因组中鉴定出14个NnGH3家族成员,它们集中分布在5条染色体上,根据其在染色体的位置依次命名为NnGH3.1-3.14,其分子质量为365-630 aa,理论等电点均小于7,为酸性蛋白,亚细胞定位于细胞核和细胞质上;聚类分析表明GH3家族成员分为GroupⅠ和GroupⅡ两组,绝大多数成员含有3-4个外显子和GH3superfamily结构域。14个NnGH3基因中有2对基因存在共线性,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)GH3基因分别存在14和6对共线关系。顺式作用元件预测分析表明,该家族基因存在大量光、逆境和激素等响应元件。表达分析结果显示,NnGH3负向响应低温胁迫,绝大多数成员正向响应SA处理和盐胁迫,特异性响应IAA、JA处理及厌氧胁迫,其中GroupⅡ中的NnGH3.4和NnGH3.13基因以及GroupⅠ中的NnGH3.3基因在所有处理中表达量变化最为显著。【结论】在全基因组范围内从荷花中系统鉴定得到14个NnGH3家族成员,分为GroupⅠ和GroupⅡ两组,均含有GH3 superfamily结构域,为酸性蛋白。NnGH3家族基因在不同的外源激素和非生物胁迫条件下的表达具有特异性。
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关键词
荷花
GH3基因家族
生物信息学
植物激素
非生物胁迫
表达模式
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职称材料
题名
激素和非生物胁迫下荷花GH3基因家族的表达分析
1
作者
匡健华
程志鹏
赵永晶
杨洁
陈润乔
陈龙清
胡慧贞
机构
西南林业大学园林园艺学院
江苏省南京市江北新区农村工作管理服务中心
出处
《生物技术通报》
北大核心
2025年第2期221-233,共13页
基金
国家自然科学基金地区科学基金项目(32360070)
云南省重大科技专项计划(202202AE090028)
+2 种基金
云南省高层次人才引进计划高端外国专家专项(YNQR-GDWG-2020-001)
云南省“兴滇英才计划”青年人才专项(YNQR-QNRC-2018-122)
云南省农业基础联合面上项目(202101BD070001-124)。
文摘
【目的】探究荷花(Nelumbo nucifera)NnGH3家族成员的特征及其在非生物胁迫响应中的作用,为荷花抗逆新品种的选育提供新的关键候选基因资源。【方法】采用生物信息学方法从荷花全基因组中鉴定酰基酰胺合成酶(GH3)家族成员,对GH3基因编码的酰胺合成酶理化性质、染色体定位、三级结构预测、系统发育树、基因结构、共线性和表达模式等进行详细研究,并利用RT-qPCR技术探究NnGH3家族基因分别在低温(4℃)、厌氧(水淹)、盐害(300 mmol/L NaCl)及外源施加激素(0.1 mmol/L IAA、1 mmol/L JA和5 mmol/L SA)处理下的表达模式。【结果】从荷花基因组中鉴定出14个NnGH3家族成员,它们集中分布在5条染色体上,根据其在染色体的位置依次命名为NnGH3.1-3.14,其分子质量为365-630 aa,理论等电点均小于7,为酸性蛋白,亚细胞定位于细胞核和细胞质上;聚类分析表明GH3家族成员分为GroupⅠ和GroupⅡ两组,绝大多数成员含有3-4个外显子和GH3superfamily结构域。14个NnGH3基因中有2对基因存在共线性,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)GH3基因分别存在14和6对共线关系。顺式作用元件预测分析表明,该家族基因存在大量光、逆境和激素等响应元件。表达分析结果显示,NnGH3负向响应低温胁迫,绝大多数成员正向响应SA处理和盐胁迫,特异性响应IAA、JA处理及厌氧胁迫,其中GroupⅡ中的NnGH3.4和NnGH3.13基因以及GroupⅠ中的NnGH3.3基因在所有处理中表达量变化最为显著。【结论】在全基因组范围内从荷花中系统鉴定得到14个NnGH3家族成员,分为GroupⅠ和GroupⅡ两组,均含有GH3 superfamily结构域,为酸性蛋白。NnGH3家族基因在不同的外源激素和非生物胁迫条件下的表达具有特异性。
关键词
荷花
GH3基因家族
生物信息学
植物激素
非生物胁迫
表达模式
Keywords
Nelumbo nucifera
GH3 gene family
bioinformatics
phytohormone
abiotic stresses
expression pattern
分类号
S682.32 [农业科学—观赏园艺]
Q943.2 [生物学—植物学]
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1
激素和非生物胁迫下荷花GH3基因家族的表达分析
匡健华
程志鹏
赵永晶
杨洁
陈润乔
陈龙清
胡慧贞
《生物技术通报》
北大核心
2025
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