水稻SBP基因家族的全基因组研究

作者：庄可卿; 杜娟; 翁雅萍; 许雅琴; 熊娟; 邓志龙; 刘昊霖; 刘豫; 宋惠; 李华; 杨婷; 宁德正; 刘利莎; 夏海林; 卫海滨; 张琳; 胡颂平

来源：江西农业大学学报, 2023, 45(06): 1315-1323.

DOI：10.13836/j.jjau.2023121

• 水稻
• SBP-box
• SPL
• 基因组共线性
• 表达分析
• 抗逆性

【目的】水资源紧缺严重威胁我国的粮食安全，优化水稻的节水抗旱性状是推广旱作农业节水的最为经济有效的方法。Squamosa promoter binding protein(SBP)基因家族是一类具有重要应用价值的植物特异性转录因子，它们可以影响植物的株型、产量和抗逆性，为节水抗旱育种提供了重要资源。然而，SBP家族成员在水稻发育和胁迫响应中的功能目前还未全部鉴定，调控抗逆性研究也未进行。【方法】利用SBP结构域一致性序列搜索水稻基因组，再进行基因结构和系统发育分析、共线性分析及基因表达模式分析。【结果】鉴定出19个SBP-like(OsSPL)基因，分布于10条染色体上，编码蛋白序列长度为217～1 141 aa。基因结构和系统发育分析表明水稻OsSPL基因可分成4组。共线性分析表明，水稻基因组内OsSPL-4和OsSPL-5形成1个串联重复基因簇，11个OsSPL，形成7个跨染色体分布的重复基因对。水稻和拟南芥SPL形成5个同源基因对，与玉米形成45个同源基因对。Evorepro数据库中OsSPL基因表达模式分析表明水稻叶片冷胁迫下OsSPL-1和OsSPL-3表达下调，OsSPL-2和OsSPL-9表达上调；干旱胁迫下OsSPL-1、OsSPL-4和OsSPL-8转录水平下调；OsSPL-2和OsSPL-14(IPA1)转录水平上调。【结论】OsSPL基因在水稻基因组中广泛分布，并形成多个跨染色体基因对；同时在逆境如寒冷、干旱等胁迫下可做出较大反应，从而表现可调控水稻的耐逆、抗逆性。研究结果可为节水抗旱稻育种改良和机理解析提供理论依据。

• 单位
  江西省、中国科学院庐山植物园; 江西农业大学; 上海市农业生物基因中心