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马铃薯StIgt基因家族的鉴定及其对干旱胁迫的响应分析 被引量：9
1
作者 秦天元 刘玉汇 +6 位作者 孙超 毕真真 李安一 许德蓉 王一好 张俊莲 白江平 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期780-786,共7页
干旱胁迫是影响马铃薯产量和品质的主要非生物胁迫因素之一。马铃薯在抵御干旱胁迫的过程中,根系的生长发育和构型分布发挥着重要作用。Igt基因家族是普遍存在于植物中的一类功能基因,在调控植物根系构型和提高植株抗逆性等方面效果显... 干旱胁迫是影响马铃薯产量和品质的主要非生物胁迫因素之一。马铃薯在抵御干旱胁迫的过程中,根系的生长发育和构型分布发挥着重要作用。Igt基因家族是普遍存在于植物中的一类功能基因,在调控植物根系构型和提高植株抗逆性等方面效果显著。本研究以马铃薯双单倍体‘DM-v4.03’高质量基因组为参考,在全基因组范围内分析鉴定了StIgt基因家族的成员,并采用多种生物信息学软件对其进行了系统进化树构建、染色体定位、保守蛋白结构域、基因结构和顺式元件预测。同时,利用本课题组前期对马铃薯四倍体品系在不同干旱条件下的转录组测序结果,分析了StIgts响应干旱胁迫的表达谱。结果表明,在马铃薯中共鉴定获得10个StIgt家族成员,其中StIgt1由本课题组前期克隆获得。除StIgt1位置信息不明外,其余基因不均匀地分布在1、2、5、7、10和11号染色体上。StIgt家族蛋白长度为110~283个氨基酸,分子量介于13.136~32.542 kD之间,预测等电点为3.82~9.86。系统进化树分析发现,该基因家族可分为3个亚族,亚族间的基因结构、蛋白保守域和顺式作用元件差别明显。干旱胁迫下的表达谱分析表明,StIgt6、StIgt7、StIgt9和StIgt10响应早期干旱胁迫,在干旱2 h时即迅速上调表达。这些结果为阐明StIgt基因家族的进化关系和进一步研究其成员的功能特性提供了理论基础。 展开更多
关键词 全基因组 马铃薯 StIgt基因家族 干旱胁迫 表达谱分析
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基于WGCNA的马铃薯根系抗旱相关共表达模块鉴定和核心基因发掘 被引量：13
2
作者 秦天元 孙超 +4 位作者 毕真真 梁文君 李鹏程 张俊莲 白江平 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1033-1051,共19页
权重基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)是系统生物学的一种研究方法,在多样本转录组数据中挖掘与目标性状相关的基因模块有较广泛的应用。为了深入探究马铃薯应对干旱胁迫的分子机制,本研究以国... 权重基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)是系统生物学的一种研究方法,在多样本转录组数据中挖掘与目标性状相关的基因模块有较广泛的应用。为了深入探究马铃薯应对干旱胁迫的分子机制,本研究以国际马铃薯中心引进栽培种C16(CIP 397077.16)和C119(CIP 398098.119)为试验材料,将其无菌组培苗利用甘露醇模拟干旱胁迫,处理0 h、2 h、6 h、12 h和24 h,取其根系进行转录组测序,每样设3个生物学重复,共30个样本。基于以上转录组数据,利用WGCNA构建与抗逆生理性状相关联的权重基因共表达网络,得到15个与根系抗旱密切相关的基因共表达模块,并从4个与目标性状关联度最高的模块中发掘到数个核心基因,功能注释表明其中大部分参与干旱胁迫调控通路。这些结果为进一步研究马铃薯根系抗旱的分子遗传机制提供了线索。 展开更多
关键词 马铃薯 干旱胁迫 权重基因共表达网络 转录组学
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马铃薯StSnRK2基因家族的鉴定与表达分析 被引量：1
3
作者 秦天元 许德蓉 +5 位作者 王一好 孙超 毕真真 刘玉汇 张俊莲 白江平 《中国马铃薯》 2021年第3期193-208,共16页
研究利用最新报道(2020年)的杂合二倍体马铃薯‘RH89-039-16’基因组信息鉴定出23个马铃薯StSnRK2家族成员,分别被命名为StSnRK2.1~StSnRK2.23。通过生物信息学方法,分析了其基因结构、保守基序、理化性质、共线性关系,研究了其与水稻... 研究利用最新报道(2020年)的杂合二倍体马铃薯‘RH89-039-16’基因组信息鉴定出23个马铃薯StSnRK2家族成员,分别被命名为StSnRK2.1~StSnRK2.23。通过生物信息学方法,分析了其基因结构、保守基序、理化性质、共线性关系,研究了其与水稻、玉米和拟南芥的SnRK2的系统进化关系,并利用转录组测序技术探究了家族成员在不同逆境胁迫下的基因表达规律。结果表明,马铃薯StSnRK2家族成员不均匀地分布在12条染色体上,家族成员蛋白长度为298~491 aa,分子量为32.6~55.4 kD,等电点4.51~9.47。系统进化树分析发现该基因家族可分为3个亚族,分别含有13、8和2个StSnRK2基因,在这些成员中共找到10个保守基序,其中保守基序1~9均包含于3个亚组中,而保守基序10则特异性分布于亚组Ⅰ。23个StSnRK2成员的表达模式表明,有15个基因在ABA胁迫24 h时表达量发生显著上调,证明这部分基因对马铃薯响应ABA胁迫具有重要的作用。这些结果为阐明StSnRK2基因家族的进化关系和进一步研究StSnRK2基因的功能特性提供了有价值的信息。 展开更多
关键词 RH89-039-16全基因组 马铃薯 StSnRK2基因家族 比较基因组 表达分析
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