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棉花EXO70基因家族全基因组的鉴定及种间比较 被引量：1
1
作者 董琰钰 徐碧玉 +3 位作者 董泽宇 汪露瑶 陈锦文 方磊 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第23期4621-4634,I0012-I0040,共43页
【目的】当前四倍体棉花的主栽品种是陆地棉与海岛棉,陆地棉产量高且适应性好,海岛棉纤维品质优异但产量一般。EXO70是胞外分泌体(exocyst complex)中的关键亚基,在植物生长发育、胁迫响应等方面发挥重要作用。通过全基因组水平鉴定和... 【目的】当前四倍体棉花的主栽品种是陆地棉与海岛棉,陆地棉产量高且适应性好,海岛棉纤维品质优异但产量一般。EXO70是胞外分泌体(exocyst complex)中的关键亚基,在植物生长发育、胁迫响应等方面发挥重要作用。通过全基因组水平鉴定和分析陆地棉与海岛棉EXO70基因家族成员,并研究其在纤维发育、环境适应等方面的功能,有助于揭示陆地棉与海岛棉种间性状差异形成的分子基础。【方法】从拟南芥数据库(TAIR)获取EXO70家族蛋白序列作为参考序列,采用HMMER、ExPASy、MEME、TBtools等分析工具对陆地棉TM-1和海岛棉Hai7124基因组中EXO70家族成员进行鉴定与分析,系统比较该家族在基因表达模式、重要农艺性状的相关性、逆境响应等方面的异同点。【结果】通过对陆地棉和海岛棉的基因组水平分析,均鉴定出54个EXO70家族成员,根据系统进化发育可将其分为8个分支。陆地棉和海岛棉同源基因可一一对应,分布在陆地棉与海岛棉的20条染色体上,绝大多数成员为单外显子,但是两者间有12对同源基因在阅读框序列上存在较大差异。陆地棉与海岛棉大部分同源基因表达模式类似,但在同一纤维发育时期表达量存在差异,如分支A中的GH_A04G1208与同源基因GB_A04G1253。重要农艺性状关联分析中发现,海岛棉有16个EXO70基因与纤维品质性状显著相关,多于陆地棉;陆地棉有13个基因与产量性状衣分显著相关,多于海岛棉。发现部分性状关联的差异可能由海陆种间的基因结构差异造成,如GH_A11G3714和GB_A11G3791。在不同逆境胁迫下,陆地棉中有25个基因受诱导,显著多于海岛棉中10个受诱导基因。【结论】在棉花四倍体形成、分化与驯化过程中,陆地棉与海岛棉EXO70家族基因序列结构相对保守,基因表达模式也保持较高的一致性。海岛棉有更多的EXO70基因与纤维品质性状相关,陆地棉有更多的基� 展开更多
关键词 陆地棉 海岛棉 exo70基因家族 表达模式 性状关联分析 逆境响应
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玉米ZmEXO70s基因家族鉴定及苗期耐热性关联分析 被引量：1
2
作者 冯信 张春梅 王宏伟 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期867-878,共12页
【目的】鉴定玉米EXO70s(ZmEXO70s)基因家族成员,分析其遗传变异与玉米耐热性的关联性,为揭示其在玉米耐热方面的功能和分子机制打下基础。【方法】以拟南芥EXO70s(AtEXO70s)基因家族成员序列为参考,利用MaizeGDB和NCBI数据库从玉米全... 【目的】鉴定玉米EXO70s(ZmEXO70s)基因家族成员,分析其遗传变异与玉米耐热性的关联性,为揭示其在玉米耐热方面的功能和分子机制打下基础。【方法】以拟南芥EXO70s(AtEXO70s)基因家族成员序列为参考,利用MaizeGDB和NCBI数据库从玉米全基因组中鉴定出ZmEXO70s基因家族成员,对其进行基因结构及系统进化分析,根据其在系统发育进化树上的位置对其进行系统命名,并基于转录组测序(RNA-Seq)数据分析ZmEXO70s基因家族成员在不同组织及非生物胁迫下的表达模式。最后,鉴定玉米自交群体AM368中ZmEXO70s基因SNP位点,结合玉米AM368群体苗期耐热存活率进行基因家族关联分析。【结果】从玉米全基因组序列中共鉴定出36个ZmEXO70s基因,分布在10条染色体上,长度为228~3726 bp,编码75~1241个氨基酸残基,蛋白分子量为8.6~136.6 kD,理论等电点(pI)介于4.5~9.9,大部分蛋白pI小于7.0。拟南芥、水稻和玉米的EXO70s蛋白被分为9组(A组~I组),其中ZmEXO70s蛋白在各组中均有分布。大多数ZmEXO70s基因不含内含子,只有少数基因含有内含子,且内含子数量不同。36个ZmEXO70s蛋白共含8种基序(Motif 1~Motif 8),主要集中在C端,说明这些蛋白端序列较保守,且Motif 1~Motif 8组成Exo70保守结构域。ZmEXO70s基因在不同组织中的表达水平均存在明显差异,其中ZmEXO70B3基因在雄穗、花药、叶片和花丝中高表达,ZmEXO70C1a基因只在雄穗和花药中高表达,ZmEXO70D2b基因在胚乳和萌发种子中低表达,ZmEXO70G1c基因在花丝和萌发种子中低表达。有23个ZmEXO70s基因至少可响应一种非生物胁迫,说明这些ZmEXO70s基因参与非生物胁迫响应过程。ZmEXO70D2a和ZmEXO70E1基因的遗传变异与玉米苗期耐热性具有显著相关性(P≤0.01)。【结论】ZmEXO70s基因家族成员在系统发育进化上较保守,其基因组复制事件可能发生在禾本科植物分化后,且大多数ZmEXO70s基因被保留,仅部分� 展开更多
关键词 玉米 exo70 基因家族鉴定 苗期耐热性 关联性分析 表达分析 胞泌复合体
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