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基于月季扩展蛋白基因家族鉴定的野蔷薇RmEXPB2基因功能研究
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作者 李玉珍 李梦丹 +1 位作者 张蔚 彭婷 《生物技术通报》 北大核心 2025年第9期182-194,共13页
【目的】系统鉴定中国古老月季‘月月粉’(Rosa chinensis‘Old Blush’)扩展蛋白(Expansin)基因家族,解析其特征与表达模式,挖掘皮刺发育相关基因,并基于该结果进一步探究野蔷薇(Rosa multiflora)RmEXPB2基因的生物学功能,为深入鉴定... 【目的】系统鉴定中国古老月季‘月月粉’(Rosa chinensis‘Old Blush’)扩展蛋白(Expansin)基因家族,解析其特征与表达模式,挖掘皮刺发育相关基因,并基于该结果进一步探究野蔷薇(Rosa multiflora)RmEXPB2基因的生物学功能,为深入鉴定扩展蛋白基因在蔷薇属植物皮刺形成中的功能奠定基础。【方法】利用生物信息学鉴定‘月月粉’基因组中的RcEXP,对其编码蛋白的氨基酸数量范围以及在染色体上的分布状况进行分析。通过构建系统进化树,剖析拟南芥(Arabidopsis thaliana)、‘月月粉’月季和森林草莓(Fragari avesca)的扩展蛋白(AtEXPs、RcEXPs和FvEXPs)的进化关系。检测‘月月粉’不同组织RcEXP表达模式及皮刺转录组中RcEXP表达。以皮刺研究模式植物野蔷薇作为实验材料,分离出候选基因RmEXPB2,研究该基因在皮刺发育进程中的表达变化情况,通过拟南芥异源表达探索其生物学功能。【结果】在‘月月粉’月季基因组中共鉴定出29个RcEXP,其编码蛋白含243-313个氨基酸,在7条染色体上不均匀分布。系统进化树分析将AtEXPs、RcEXPs和FvEXPs分为4个亚组。在不同组织器官中,15个RcEXP表达模式各异,其中RcEXPB2和RcEXPA4在皮刺组织中优势表达。皮刺转录组数据中筛选获得13个RcEXP,在皮刺发育的特定阶段显著表达。从野蔷薇中分离出候选基因RmEXPB2,其在皮刺中优势表达,并且在皮刺发育末期表达量最高。异源表达RmEXPB2显著促进转基因拟南芥叶片扩展与根毛生长。【结论】月季‘月月粉’基因组中共鉴定出29个RcEXPs,其中13个成员在皮刺发育的特定阶段显著表达。野蔷薇RmEXPB2是一个皮刺优势表达基因,可能在皮刺伸长过程中发挥积极作用。 展开更多
关键词 ‘月月粉’月季 扩展蛋白 野蔷薇 rmexpb2 皮刺发育 异源表达 系统进化分析 组织表达模式
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