刺梨SOD基因家族鉴定与表达模式分析

作     者：文洁 杜元欣 吴安波 杨广容 鲁敏 安华明 南红 WEN Jie;DU Yuan-xin;WU An-bo;YANG Guang-rong;LU Min;AN Hua-ming;NAN Hong

作者机构：贵州大学农学院国家林业和草原局刺梨工程技术研究中心贵阳550025 

出 版 物：《生物技术通报》 (Biotechnology Bulletin)

年 卷 期：2024年第40卷第5期

页      面：153-166页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0902[农学-园艺学] 090102[农学-作物遗传育种] 090201[农学-果树学] 

基　　金：贵州大学引进人才科研项目(贵大人基合字(2020)28号) 贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK一般092) 

主　　题：刺梨 SOD基因 亚家族进化 WGCNA分析 干旱胁迫 

摘      要：【目的】超氧化物歧化酶(SOD)是植物体内氧自由基的天然清除剂,对于保护植物免受环境胁迫起着关键作用,了解其在刺梨响应干旱胁迫中的作用,为深入研究刺梨SOD基因家族的功能提供基础。【方法】通过生物信息学对刺梨SOD基因家族进行系统鉴定和分析,对其理化性质、染色体位置、基因结构、亚家族进化、顺式作用元件和WGCNA进行全面分析,并利用RT-qPCR分析刺梨SOD基因家族在干旱胁迫下的表达模式。【结果】刺梨SOD基因家族有9个成员,包括4个Cu/ZnSOD基因、3个MnSOD基因和2个FeSOD基因,分布在5条染色体上。基因结构显示,同一亚家族成员的基序组成较为相似,但内含子/外显子排列和数量差异较大。亚家族进化分析发现,MnSOD亚家族较原始,其在所有蛋白质位置都表现出高度保守性,其次是FeSOD和Cu/ZnSOD,Cu/ZnSOD亚家族各序列之间差异较大,又可以分为3个亚类。顺式作用元件分析显示,该家族基因参与多种植物激素、生长发育以及胁迫响应,特别是RrCSD2启动子区含有类黄酮生物合成元件(MBSI)。进一步通过转录组和WGCNA分析发现,RrCSD2所在模块的基因显著富集到黄酮和黄酮醇生物合成、类黄酮生物合成和花生四烯酸代谢等途径,表明RrCSD2可能参与类黄酮代谢过程。RT-qPCR结果显示,在干旱胁迫下,除RrMSD1和RrMSD2的表达水平显著下降外,其余7个基因的表达水平总体呈现上升趋势,特别是RrCSD2和RrCSD3的表达水平显著上调。【结论】刺梨SOD基因在干旱胁迫中起到重要作用。