高粱MYC基因家族序列、表达模式及自然等位变异分析

作者：柴文婷; 杨博慧; 赵珊珊; 郭志强; 朱立勋; 范佳利; 杨伟; 赵威军; 郝艳平; 吕晋慧^*; 孙文献; 张春来^*

来源：生物工程学报, 2023, 1-31.

DOI：10.13345/j.cjb.230641

• 高粱
• MYC
• 高粱蚜
• 丝黑穗病
• 基因表达
• 自然等位DNA变异

高粱蚜(Melanaphis sacchari)和丝黑穗病菌(Sporisorium reilianum)侵染高粱，导致其生长发育受阻、产量和品质下降。采用生物信息学分析和分子生物学方法，研究高粱发育过程及病虫发生下的MYC基因表达模式变化与自然等位DNA变异，为选育抗逆、高产和优质高粱品种提供参考。结果表明:高粱基因组含28个MYC基因，不均匀分布在10条染色体上，bHLH＿MYC＿N与HLH结构域是高粱MYC基因的保守结构域。基因表达分析显示SbbHLH35.7g在叶片中表达水平最高；SbAbaIn在早期籽粒中表达强；SbMYC2.1g在成熟花粉中表达水平高。在抗、感蚜品系5叶期叶片中，显著诱导表达的是SbAbaIn、SbLHW.4g和SbLHW.2g 。SbbHLH35.7g在穗组织表达水平最高，且受丝黑穗病菌侵染显著诱导表达。SbMYCs启动子区包含脱落酸、水杨酸、茉莉酸甲酯和干旱诱导等相关元件，使其更好地响应逆境胁迫。通过分析全基因组重测序数据，鉴定到SbMYCs关键的单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism， SNP)或插入缺失标记(insertion-deletion， INDEL)变异。SbAbaIn与TIFY结构域蛋白等互作，SbbHLH35.7g与多药剂外泵蛋白 (Multidrug efflux transporter， MDR)和核转运蛋白(imporin)等互作。高粱蚜和丝黑穗病菌侵染分别诱导SbAbaIn和SbbHLH35.7g表达，SbAbaIn通过茉莉酸途径诱导相关基因表达，增强抗虫性；SbbHLH35.7g可能通过解毒途径提高抗病性。

• 单位
  山西农业大学; 中国农业大学