柳枝稷Hsp70家族基因鉴定与生物信息学分析

作者：宋刚; 方志刚; 王玉龙; 蔡庆生; 徐彬^*

来源：草业科学, 2022, 39(10): 2112-2126.

• 柳枝稷
• 生物能源
• Hsp70
• 生物信息学
• 鉴定
• 表达分析
• 镉胁迫

热激蛋白70 (Hsp70)是生物体内分布最广和研究最多的一类蛋白，在植物非生物胁迫响应中发挥着重要调控作用。柳枝稷(Panicum virgatum)是多年生暖季型能饲兼用草，且被视为生物能源模式植物。本研究利用隐马尔科夫模型文件PF00012鉴定到了柳枝稷41个Hsp70基因，分别将属于Dank亚家族的33个基因命名为PvHsp70-1～PvHsp70-33(包括4个分子伴侣BiP基因)，将属于Hsp110/SSE亚家族的8个基因命名为PvHsp110-1～PvHsp110-8。41个Hsp70基因不均衡地分布在柳枝稷12条染色体上，在09K染色体上分布最多(11个)，04K和04N染色体上分布最少(1个)。应用系统进化树进化分析表明，41个基因可聚类为6个组，每组基因的结构、基序(数量、类型、顺序)相似。柳枝稷、水稻(Oryza sativa)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的91个直系同源Hsp70基因聚类分析显示，共聚为4类，分别定位于细胞质、内质网、线粒体和质体。此外，32个PvHsp70基因具有基因组共线性关系，存在一对串联复制基因PvHsp110-4和PvHsp110-5。PvHsp70基因的启动子区主要是包含HSE等响应非生物胁迫相关作用元件和激素应答顺式作用元件。在柳枝稷不同组织的不同发育时期，PvHsp70s基因的表达水平也存在差异。镉胁迫下，有29个PvHsp70基因上调表达。本研究结果为理清PvHsp70基因在柳枝稷响应逆境胁迫中的功能奠定了基础。

• 单位
  江苏农林职业技术学院; 喀什大学; 生命科学学院; 南京农业大学