乌菜春化相关BcGRAS基因鉴定及表达分析

作者：桂尚枝; 尹倩; 温宏伟; 王浩; 李广; 吴思文; 王英; 刘雪晴; 赵龙龙; KHAN Afrasyab; 汪承刚; 唐小燕; 陈国户^*

来源：植物生理学报, 2022, 58(12): 2273-2285.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.100369

• 乌菜
• GRAS
• 基因家族
• 春化
• 表达分析

本研究利用GRAS保守结构域的隐马尔可夫模型(PF03514),基于同源搜索策略,全基因组鉴定白菜(Brassica rapa, syn. B. campestris) GRAS基因家族成员。利用生物信息学分析技术,对GRAS基因家族各成员的氨基酸长度、等电点、保守基序与结构域、染色体位置、系统进化关系、亚细胞定位及启动子顺式作用元件(cis-acting element)等进行分析;基于白菜组织转录组数据,分析GRAS基因家族成员的组织表达模式;通过乌菜(B. campestris ssp. chinensis var. rosularis)不同春化时间的转录组数据,筛选BcGRAS基因响应春化反应的关键成员,并利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)方法进行验证。全基因组鉴定结果表明,在白菜基因组中共鉴定出49个BcGRAS基因,各成员含有0～3个数量不等的内含子,并不均等分布在10条染色体上。理化性质分析结果显示, BcGRAS基因家族氨基酸残基大小为249～744 aa,理论等电点(pI)为4.71～8.88。亚细胞定位预测结果表明, 24个BcGRAS蛋白定位在细胞核中。系统进化树分析将49个BcGRAS基因分成8个亚簇。顺式作用元件预测结果发现,所有成员均含有光响应元件,其中19个成员含有低温响应元件。表达模式分析结果显示, BcGRAS基因家族成员在根、茎、叶、花、荚等组织中的相对表达水平存在差异。利用比较转录组学与蛋白互作网络(PPI network)分析发现, 4个BcGRAS基因表达水平在春化前后差异显著;其中2个基因(BraA08g033560.3C、BraA06g040430.3C;芸薹属数据库)可能与赤霉素调控相关基因存在互作关系,推测这2个BcGRAS基因在乌菜响应春化反应中发挥着重要作用。

• 单位
  安徽农业大学