谷子光敏色素家族基因的生物信息学及表达模式分析

作者：申慧敏; 吴年隆; 王亚敏; 王兴春^*

来源：山西农业科学, 2022, 50(01): 1-8.

• 谷子
• 光敏色素
• 生物信息学方法
• 光周期
• 基因表达

光敏色素(PHY)是植物体重要的光感受器,在光形态建成中发挥重要作用。为挖掘新型模式植物谷子的光敏色素基因,通过BLAST从xiaomi基因组中共鉴定出4个SiPHYs,命名为SiPHY-1、SiPHY-2、SiPHY-3、SiPHY-4。利用生物信息学方法对SiPHYs的基因结构、理化性质、系统进化、启动子顺式作用元件和不同时期不同组织的表达谱进行分析,并采用RT-qPCR分析6个品种(系)在不同光周期下SiPHYs差异表达。结果表明,4个SiPHYs分布在8号和9号染色体上,除SiPHY-2外其余3个成员均为酸性亲水性蛋白;系统进化显示,SiPHY-1和SiPHY-2为PHYA亚族,SiPHY-3为PHYB亚族,SiPHY-4为PHYC亚族,且SiPHYs与狗尾草SvPHYs、玉米ZmPHYs、高粱SbPHYs的亲缘关系近,与拟南芥AtPHYs亲缘关系较远;SiPHYs的顺式作用元件中光响应元件占比最多。表达谱分析结果显示,SiPHY-1可能与谷子的种子萌发有关,SiPHY-3可能与谷子形态建成有关,SiPHY-4可以调控谷子的抽穗开花期;进一步对6个品种(系)不同光周期下的差异表达显示,SiPHY-1在晋谷21和大同红谷中差异显著,SiPHY-3在大同红谷中差异显著,SiPHY-4在晋谷21、xiaomi、黄粟和xiaomi4中差异显著,而SiPHY-2在不同光周期和不同材料中表达量均很低或不表达,说明SiPHY表达量受光周期和基因型的影响。

• 单位
  生命科学学院; 山西农业大学