绿豆GPX基因家族鉴定及其对若干胁迫的响应

作者:邱涛涛; 苏鸿飞; 王瑜; 张禾佳; 胡慧欣; 阮诗婷; 袁星星*; 谢彦杰*
来源:南京农业大学学报, 2023, 1-11.

摘要

[目的]本文利用生物信息学手段从绿豆基因组中筛选谷胱甘肽过氧物酶(glutathioneperoxidase,GPX)基因家族成员,旨在探究其组织表达模式及其对若干胁迫的响应。[方法]利用生物信息学的手段对绿豆GPX家族的等电点、相对分子质量、共线性、上游顺式作用元件等方面进行分析,通过转录组测序和RT-qPCR进一步分析绿豆GPX基因家族的组织表达模式以及在不同逆境胁迫和激素下的表达水平。[结果]从绿豆基因组中筛选出8个GPX基因,它们不均匀地分布于1/2/3/5/10号染色体上。根据基因结构及基序分析发现,8个GPX的基因结构类似,均含有6个内含子区域,并且大部分GPX成员都具有UTR区。转录组以及RT-qPCR分析结果表明,多个GPX家族成员均能响应多种逆境胁迫。组织表达的分析结果显示,不同GPX家族成员在不同组织中呈特异性表达;GPX家族整体在绿豆中表达丰度较低,但表达量能被各种胁迫强烈诱导。[结论]在绿豆中共鉴定到8个GPX基因并根据其基因登录号将其命名为GPX1-8,GPX基因家族较为保守,GPX1-8上都含有3个保守motif。GPX2/3启动子都含有多个茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate,MeJA)响应元件,GPX4启动子含有6个连续的脱落酸(Abscisic Acid,ABA)响应元件。定量PCR的结果显示:GPX2/4/6在渗透胁迫下的表达受到强烈抑制,其表达量下降了50%-75%,而GPX8在渗透胁迫下的表达略微受到诱导,表达上调1.3倍,并且GPX8在ABA处理下的表达显著提高,表达上调约2倍,这与转录组测序的趋势相吻合。