文冠果LBD基因家族鉴定及其对盐胁迫的响应

作     者：于涵 杨磊 姜涛 刘博 钱程 陈玉金 朱华利 李伟 王景才 YU Han;YANG Lei;JIANG Tao;LIU Bo;QIAN Cheng;CHEN Yu-jin;ZHU Hua-li;LI Wei;WANG Jing-cai

作者机构：青岛农业大学/山东省耐盐碱草木种质创新重点实验室山东青岛266109 日照经济技术开发区园林环卫有限公司山东日照276800 济南百合园林集团有限公司山东济南250000 国家林业和草原局华东调查规划院浙江杭州310019 

出 版 物：《南方农业学报》 (Journal of Southern Agriculture)

年 卷 期：2024年第55卷第11期

页      面：3333-3345页

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32201611) 山东省自然资源厅“珍贵树种保育利用创新团队”项目(鲁自然资字98号) 

主　　题：文冠果 LBD基因家族 表达分析 盐胁迫 

摘      要：【目的】对文冠果(Xanthoceras sorbifolium)侧生器官边界域(LBD)基因家族成员进行鉴定,并分析其在盐胁迫条件下的表达情况,为文冠果抗逆品种选育及其在盐碱地的推广利用提供理论依据。【方法】以文冠果全基因组数据为基础,从文冠果基因组数据库中鉴定获得LBD基因家族成员,通过ExPASy、MEME等生物信息学工具对XsLBD家族蛋白的理化性质、保守基序、顺式作用元件、基因结构和系统发育关系进行预测分析。对2个月苗龄的文冠果苗进行NaCl浓度为50、100、150 mmol/L盐胁迫处理,以NaCl浓度为0 mmol/L为对照组(CK),对盐胁迫下文冠果根和叶组织中Xs LBD家族基因的表达模式进行实时荧光定量PCR检测。【结果】从文冠果基因组中共鉴定到43个基因家族成员,命名为XsLBD1~XsLBD43。XsLBD家族蛋白编码138~404个氨基酸残基,理论等电点(pI)为4.60~9.75,分子量为15696.60~44476.88 k D,亚细胞定位结果显示,除XsLBD4、XsLBD8、XsLBD9、XsLBD20蛋白外,其余所有蛋白均定位于细胞核。有42个XsLBD家族基因分布在13条染色体上,XsLBD43基因则游离在染色体外。基于文冠果、拟南芥、水稻和毛果杨LBD氨基酸序列相似性构建系统发育树,结果显示,178个LBD家族蛋白可分为两大组(Class I和Class II),其中Class I中包含38个XsLBD家族蛋白。XsLBD基因家族成员的外显子数目为1~5个,内含子数目为0~4个;所有Xs LBD家族蛋白均含有Motif2和Motif3。XsLBD家族基因启动子中包含激素(水杨酸、脱落酸、生长素等)、应激(低温、干旱诱导等)及植物生长发育(种子特异性调控和昼夜节律控制等)响应元件。对文冠果苗进行不同浓度NaCl盐胁迫处理,结果显示,与CK相比,文冠果根、叶13个XsLBD家族基因中相对表达量存在显著差异(P0.05,下同)的基因分别有12和11个,其中,XsLBD42基因在根和叶中相对表达量较CK高出约40倍。【结论】筛选获得43个XsLBD基因家族成员,其结构相对简单,具有一定保守性;XsLBD家族基因参与调控文冠果生长发育、新陈代谢和应激反应等过程;XsLBD9、XsLBD11、XsLBD23和XsLBD42等基因在文冠果盐胁迫响应中可能发挥重要作用。