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摘要
DMP家族成员是植物特有的膜蛋白，在植物生殖发育及衰老过程中发挥重要作用。亚麻是我国重要的油料及经济作物，目前关于DMP基因家族在亚麻中的分布及功能研究尚未有报道。本研究利用生物信息学方法对亚麻DMP基因家族进行鉴定，对其序列特征、系统进化、复制事件进行了分析，并利用转录组数据和qRT-PCR分析其在不同组织器官及胁迫处理下的表达模式。本研究以陇亚10号基因组为参照，利用同源性分析共鉴定到17个LuDMP成员，命名为LuDMP-1～LuDMP-17，不均匀分布在9条染色体上。序列特征分析结果表明，除LuDMP-9、LuDMP-16和LuDMP-17外，其余成员均不含内含子；基因启动子区含有大量激素与逆境胁迫相关响应元件；编码的蛋白氨基酸长度为195～240 aa，分子量为20946～25830 Da，等电点为4.76～9.71；所有蛋白均为疏水性蛋白，含有2～5个跨膜结构域及4～8个motif，其中有4个motif存在于所有LuDMP蛋白；绝大多数蛋白定位于细胞膜。LuDMP家族共有3对串联复制事件和8对片段复制事件，进化过程中经历了强烈的纯化选择。转录组分析结果表明，大多数LuDMP成员在果实和茎中呈现特异性表达模式。系统进化分析将DMP蛋白分为5个亚族，第Ⅲ亚族DMP数量最多，含有11个LuDMP成员，各亚族中DMP蛋白具有单子叶或双子叶特异性聚类模式。第Ⅳ亚族中的LuDMP-1和LuDMP-7与拟南芥及玉米单倍体诱导基因具有很近的亲缘关系，位于同一进化分支，序列同源性达到67%以上，而且该基因在成熟花药中的表达量明显高于其他组织，推测其为亚麻单倍体诱导的候选基因。本研究在陇亚10号中克隆到了LuDMP-1，全长为699 bp。LuDMP-1/7启动子区域含有激素响应及逆境胁迫相关作用元件，吲哚乙酸、赤霉素、萘乙酸、聚乙二醇、高温及低温处理下，LuDMP-1/7基因表达量均有不同程度的提高，其中对低温和高温的响应最明显，分别较对照提高了约260和600倍。本研究为阐明亚麻DMP蛋白的功能奠定了基础，并为亚麻单倍体育种提供了基因资源。
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单位甘肃农业大学; 甘肃省农业科学院作物研究所
