甘草Pht1基因家族鉴定与表达分析

作者：张亚丽; 王楠; 高静^*; 张岗; 李铂; 颜永刚

来源：西北植物学报, 2022, 42(02): 229-241.

• 甘草
• 磷转运蛋白
• 非生物胁迫
• 基因表达
• 基因克隆

Pht1家族磷酸盐(Pi)转运体介导植物中磷(P)的吸收和再动员。为探讨甘草Pht1基因的结构及表达模式，该研究利用生物信息学方法对甘草Pht1(GuPht1)基因家族进行分析，结合转录组数据和实时荧光定量(qRT-PCR)分析GuPht1在非生物胁迫下的表达，并采用RT-PCR克隆4个GuPht1基因。结果显示：(1)甘草中有8个Pht1家族成员(GuPht1;1—GuPht1;8),都位于细胞膜上，且具有12个跨膜结构，属于MFS超家族，氨基酸长度介于521～570 aa之间，含有Pht1保守的特征序列GGDYPLSATIMSE。(2)系统进化分析显示，甘草GuPht1基因家族成员与豆科植物亲缘关系较近；启动子区含有与磷饥饿有关的W-box、G-box、PHO-like和P1BS元件；甘草GuPht1基因家族在Scaffold定位分布均匀，三级结构均为单体。(3)转录组数据分析显示，GuPht1响应干旱、盐、激素等胁迫，且表达有组织特异性。qRT-PCR结果表明，低磷胁迫下GuPht1基因有明显的时空表达差异性，GuPht1;1/1;6/1;8在根中表达明显上调，GuPht1;5/1;6在叶中表达明显上调，低磷处理显著提高了GuPht1在根和叶中的表达量，根中被诱导上调表达的成员更多；在干旱、盐、激素处理下根和叶中GuPht1;5都被显著诱导表达。(4)成功克隆甘草GuPht1;1/1;2/1;4/1;5基因，长度分别为1 562、1 618、1 625和1 616 bp,编码522、538、540和537个氨基酸。本研究结果为深入探讨Pht1家族的功能和甘草对营养胁迫的响应机理提供参考。

• 单位
  陕西中医药大学