小麦超氧化物歧化酶基因家族鉴定及盐胁迫下响应锌钾的表达分析

作者：杨林林; 韩敏琦; 高嘉; 杨胜敏^*

来源：山东农业科学, 2023, 55(08): 11-20.

DOI：10.14083/j.issn.1001-4942.2023.08.002

• 小麦
• 超氧化物歧化酶
• 基因组
• 盐胁迫
• 锌-钾相互作用

超氧化物歧化酶(SOD)是抗氧化系统的关键酶，在保护植物免受各种生物和非生物胁迫方面发挥着至关重要的作用。然而关于小麦(Triticum aestivum L.)SOD基因家族对盐胁迫的表达模式及响应锌(Zn)和钾(K)的功能知之甚少。本研究以‘西农979’为试验材料，基于全基因组分析，对小麦SOD家族成员进行鉴定和生物信息学分析，并分析相关基因在盐胁迫下响应Zn、K的表达情况。结果表明，在小麦中共鉴定出10个SOD基因(TaSDs),包括4个Cu/Zn-SOD基因(TaCSD1～TaCSD4)、4个Fe-SOD基因(TaFSD1～TaFSD4)和2个Mn-SOD基因(TaMSD1、TaMSD2)。系统发育分析表明，TaSDs可分为Cu/Zn-SODs、Fe/Mn-SODs两大类，共7个亚组。基因结构、序列基序及启动子分析表明，所有TaSDs都具有1～7个内含子和2～7个外显子，不同TaSDs具有不同的氨基酸序列组成和高度保守的活性位点残基，且每个TaSDs的启动子中存在许多与应激反应和植物激素相关的顺式作用元件。转录组表达谱分析表明，不同TaSDs对盐分表现出不同的表达模式，TaCSD3可能是响应盐胁迫的关键基因；经RT-qPCR分析明确，TaCSD3是响应盐胁迫的靶向SOD基因，同时受Zn、K协同正向调控。本研究结果可为后续小麦耐盐育种改良提供理论依据。

• 单位
  北京农业职业学院