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金鱼草Expansin基因家族鉴定及其抗核盘菌相关基因筛选
1
作者
宋佳怡
苏芸丽
+3 位作者
郑兴艳
夏文念
杨冬梅
胡慧贞
《生物技术通报》
北大核心
2025年第4期227-242,共16页
【目的】探究金鱼草(Antirrhinum majus)扩展蛋白(expansin,EXPs)在响应核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)侵染中的作用,并鉴定金鱼草EXPs基因家族,挖掘出抗核盘菌的关键候选基因,为进一步探究金鱼草EXPs基因家族的生物学功能提供基础...
【目的】探究金鱼草(Antirrhinum majus)扩展蛋白(expansin,EXPs)在响应核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)侵染中的作用,并鉴定金鱼草EXPs基因家族,挖掘出抗核盘菌的关键候选基因,为进一步探究金鱼草EXPs基因家族的生物学功能提供基础。【方法】基于金鱼草全基因组数据,利用生物信息学方法分析该家族蛋白的理化性质、二三级结构、基因结构、蛋白质结构域、系统进化、共线性以及启动子顺式作用元件。利用金鱼草抗感材料转录组测序(RNA-seq)及实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测AmEXPs基因在金鱼草响应核盘菌侵染过程中的表达模式。确定候选基因并构建候选基因的超表达载体,并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛。【结果】金鱼草中共鉴定到32个AmEXPs,均具有保守结构域DPBB-1和Pollen allerg1,分为4个亚族(EXPA、EXPB、EXLA及EXLB),编码211‒297个氨基酸,蛋白分子量22018.69‒31787.97 Da,等电点5.01‒9.83;各亚族基因间有高度相似的结构和保守基序;每个基因的启动子都具有与激素或胁迫相关的顺式作用元件。根据表达模式挖掘出了10个候选基因,进一步对这10个候选基因进行超表达载体构建并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛,发现与对照相比,AmEXP13和AmEXLB1基因可显著增强本氏烟草对核盘菌的抗性,而AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16基因则使本氏烟草表现得更易感,AmEXLB2、AmEXPB1、AmEXPA2和AmEXPA12基因则无明显差异。【结论】从金鱼草全基因组中鉴定出32个EXPs基因家族成员,其中6个EXPs基因响应核盘菌抗性,AmEXPA13和AmEXLB1这2个基因是正向介导抗病的关键候选基因,AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16这4个基因是负向介导抗病的关键候选基因。
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关键词
金鱼草
Expansin基因家族
表达模式
核盘菌抗性
抗性初步筛选
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职称材料
题名
金鱼草Expansin基因家族鉴定及其抗核盘菌相关基因筛选
1
作者
宋佳怡
苏芸丽
郑兴艳
夏文念
杨冬梅
胡慧贞
机构
西南林业大学园林园艺学院、云南省功能性花卉资源及产业化技术工程研究中心
出处
《生物技术通报》
北大核心
2025年第4期227-242,共16页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(31901571)
云南省基础研究专项面上项目(202401AT070274)。
文摘
【目的】探究金鱼草(Antirrhinum majus)扩展蛋白(expansin,EXPs)在响应核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)侵染中的作用,并鉴定金鱼草EXPs基因家族,挖掘出抗核盘菌的关键候选基因,为进一步探究金鱼草EXPs基因家族的生物学功能提供基础。【方法】基于金鱼草全基因组数据,利用生物信息学方法分析该家族蛋白的理化性质、二三级结构、基因结构、蛋白质结构域、系统进化、共线性以及启动子顺式作用元件。利用金鱼草抗感材料转录组测序(RNA-seq)及实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测AmEXPs基因在金鱼草响应核盘菌侵染过程中的表达模式。确定候选基因并构建候选基因的超表达载体,并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛。【结果】金鱼草中共鉴定到32个AmEXPs,均具有保守结构域DPBB-1和Pollen allerg1,分为4个亚族(EXPA、EXPB、EXLA及EXLB),编码211‒297个氨基酸,蛋白分子量22018.69‒31787.97 Da,等电点5.01‒9.83;各亚族基因间有高度相似的结构和保守基序;每个基因的启动子都具有与激素或胁迫相关的顺式作用元件。根据表达模式挖掘出了10个候选基因,进一步对这10个候选基因进行超表达载体构建并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛,发现与对照相比,AmEXP13和AmEXLB1基因可显著增强本氏烟草对核盘菌的抗性,而AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16基因则使本氏烟草表现得更易感,AmEXLB2、AmEXPB1、AmEXPA2和AmEXPA12基因则无明显差异。【结论】从金鱼草全基因组中鉴定出32个EXPs基因家族成员,其中6个EXPs基因响应核盘菌抗性,AmEXPA13和AmEXLB1这2个基因是正向介导抗病的关键候选基因,AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16这4个基因是负向介导抗病的关键候选基因。
关键词
金鱼草
Expansin基因家族
表达模式
核盘菌抗性
抗性初步筛选
Keywords
Antirrhinum majus
Expansin gene family
expression patterns
resistance to Sclerotinia sclerotiorum
preliminary resistance screening
分类号
S435.661 [农业科学—农业昆虫与害虫防治]
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题名
作者
出处
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1
金鱼草Expansin基因家族鉴定及其抗核盘菌相关基因筛选
宋佳怡
苏芸丽
郑兴艳
夏文念
杨冬梅
胡慧贞
《生物技术通报》
北大核心
2025
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