植物激素脱落酸(abscisic, ABA)是调控植物生长和胁迫响应的关键激素,在调控种子休眠与萌发和生长发育中起关键作用,ABA受体PYR/PYL/RCAR (pyrabactin resistance/PYR1-like proteins/regulatory components of ABA receptor)蛋白作为...
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植物激素脱落酸(abscisic, ABA)是调控植物生长和胁迫响应的关键激素,在调控种子休眠与萌发和生长发育中起关键作用,ABA受体PYR/PYL/RCAR (pyrabactin resistance/PYR1-like proteins/regulatory components of ABA receptor)蛋白作为ABA信号通路的核心组分之一,在ABA信号通路中发挥重要功能。本研究采用生物信息学方法和转录组测序对新疆野苹果(Malus sieversii) PYL家族成员进行全基因组鉴定,分析了PYL成员的染色体定位、进化关系、基因结构、蛋白基序、共线性、顺式调控元件以及在新疆野苹果不同器官中的表达模式和种子低温层积过程中的表达特征。结果显示,在新疆野苹果全基因组中共鉴定出14个PYL基因,分布在7条染色体上,且基因分布有成簇现象。系统发育分析将其分为A~E 5个亚组。家族成员含有0~4个内含子,这14个PYL基因编码蛋白均存在PYR_PYL_RCAR_like保守结构。顺式作用元件分析表明,在新疆野苹果PYL基因上游2 000 bp序列中,普遍存在数目不等、种类不同的参与激素响应、生长发育响应、非生物和生物胁迫响应的顺式作用元件。基因本体富集表明,MsiPYLs基因主要在脱落酸激活信号通路、调节磷酸酶活性和磷蛋白磷酸酶活性等方面起作用。KEGG通路分析显示,MsiPYL主要参与丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路-植物和植物激素信号转导。MsiPYL基因家族在新疆野苹果6个不同器官中均呈组成型表达,生殖器官(花和果实)的表达水平显著高于营养器官(根和茎);RNA-seq和qRT-PCR检测结果显示,MsiPYL8(MsiPYR1)在种子中的表达量最低,在种子低温层积下呈显著下调的趋势(P<0.05),可能是新疆野苹果响应种子萌发的重要候选基因。本研究为揭示MsiPYL基因家族在新疆野苹果种子休眠解除中的作用提供依据。
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