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芝麻NPF家族基因鉴定与渍害胁迫表达分析
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作者 武轲 杜振伟 +7 位作者 樊亚栋 江晓林 崔承齐 王静静 赵凤莉 张如平 刘艳阳 梅鸿献 《河南农业科学》 北大核心 2025年第12期49-61,共13页
硝酸盐转运蛋白1/肽转运蛋白家族(NRT1/PTR family,NPF)在植物氮素吸收利用中发挥着重要作用,同时参与多种生物、非生物胁迫响应。为解析芝麻(Sesamum indicum L.)NPF在渍害胁迫中的功能,通过生物信息学方法首次系统鉴定了芝麻NPF基因(S... 硝酸盐转运蛋白1/肽转运蛋白家族(NRT1/PTR family,NPF)在植物氮素吸收利用中发挥着重要作用,同时参与多种生物、非生物胁迫响应。为解析芝麻(Sesamum indicum L.)NPF在渍害胁迫中的功能,通过生物信息学方法首次系统鉴定了芝麻NPF基因(SiNPF),并部分阐明其在渍害胁迫下的动态表达特征。全基因组分析结果表明,在芝麻中共鉴定出66个SiNPF成员,分布于芝麻12条染色体上(chr13除外),其中chr2(12个)、chr6(11个)、chr8(9个)和chr9(8个)为基因富集区。系统进化树构建(Mega 7,NJ法)结果将其划分为10个亚家族。基因结构和保守基序分析发现,多数SiNPF基因结构相似,且具有较高的保守性,其中44个SiNPF包含所有保守基序。蛋白质特性分析揭示,SiNPF蛋白分子质量集中于20.96~135.01 ku,多数为碱性(48个)和稳定(52个)蛋白质,全部为疏水蛋白质(GRAVY>0)。跨膜拓扑预测(TMHMM)结果表明,SiNPF蛋白包含多个跨膜结构(4~17个)。启动子顺式作用元件预测结果显示,基因启动子上游光响应元件和脱落酸响应、厌氧诱导及茉莉酸甲酯响应元件分布频率较高。转录组分析发现,渍害胁迫下,15个SiNPF在芝麻品种C177和C185根部显著下调表达,而SiNPF2、SiNPF48和SiNPF56显著上调表达。分别克隆芝麻品种C177和C185中上述3个显著上调的SiNPF基因,并测序比对,发现2个品种氨基酸序列差异有限,整体上相似度较高。RT-qPCR验证表明,3个基因在渍害胁迫下的表达模式与转录组测序结果高度一致。可见,部分SiNPF基因与芝麻的渍害响应存在密切关系,为进一步探究SiNPF基因的生物学功能及培育芝麻耐渍新品种提供了理论依据。 展开更多
关键词 芝麻 sinpf 渍害胁迫 生物信息学分析 表达分析
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