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陸地棉漆酶基因家族鑒定及在黃萎病菌脅迫下的表達分析

趙晶; 李旭彤; 梁學忠; 王志城; 崔靜; 陳斌; 吳立強; 王省芬; 張桂寅; 馬峙英; 張艷 河北農業大學/華北作物種質資源研究與利用重點實驗室/河北省棉花產業協同創新中心; 河北保定071001
  • 陸地棉
  • 漆酶
  • 基因家族
  • 黃萎病
  • 基因表達

摘要:黃萎病是降低棉花產量和品質較為嚴重的維管束病害。棉花在抵抗病原菌的過程中,抗病基因起著尤為重要的作用。漆酶是一種多功能氧化酶,在植物木質素合成和提高植株抗逆性等方面發揮著重要作用。高質量版本的基因組是提升基因家族分析準確性的必要條件。本研究以目前最新的陸地棉TM-1高質量版本基因組為參考,通過生物信息學分析鑒定了陸地棉基因組中的Laccase(GhirLAC)基因家族,并對其進行了理化性質、基因結構、染色體定位以及在黃萎病脅迫下的表達模式分析。結果表明,陸地棉TM-1基因組中共包含83個GhirLAC家族成員,分布在24條染色體上,所有GhirLAC蛋白均定位在胞外,且具有相同/相似的保守基序。系統發育樹分析顯示,GhirLAC基因家族成員可分為7個亞組。結合黃萎病脅迫下棉花轉錄組數據,將GhirLAC基因家族各成員的表達分為3種模式,其中第1類和第2類GhirLAC基因在黃萎病菌脅迫下分別呈現有規律的表達量升高和降低,推測這些基因在棉花抗黃萎病反應中發揮重要功能。熒光定量PCR結果表明,GhirLAC02(GhLAC4)、GhirLAC38(GhLAC11)和GhirLAC20(GhLAC12)3個候選基因均受黃萎病菌誘導表達,其表達趨勢與轉錄組數據相吻合。本研究為以后深入解析棉花GhirLAC基因的抗病功能及分子機制奠定基礎。

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