青稞GPAT基因家族全基因鉴定及表达分析

作者：杨成兰; 祁存英; 马银花; 熊辉岩; 段瑞君^*

来源：植物生理学报, 2022, 58(10): 2006-2016.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.500003

• 青稞
• 甘油-3-磷酸酰基转移酶
• 基因家族
• 系统进化分析
• 实时荧光定量PCR

甘油-3-磷酸酰基转移酶(glycerol-3-phosphate acyltransferase, GPAT)是一类膜结合酶,催化甘油脂质生物合成的起始步骤,在植物生长、发育和逆境胁迫反应过程中发挥着重要作用。本研究利用青稞‘拉萨钩芒’和‘藏青320’基因组为参考基因组,通过鉴定青稞GPAT基因家族成员,开展其基因结构、进化关系、顺式作用元件等生物信息学分析,并对其非生物胁迫下表达模式进行分析。结果表明:共鉴定出21个青稞GPAT家族成员,按染色体位置命名为HvGPAT1～HvGPAT21,除HvGPAT21基因染色体位置未知,其余20个基因不均匀分布在青稞7条染色体上。理化性质分析表明该家族成员编码213～847个氨基酸,理论等电点在4.93～10.58。系统进化分析将其分为三类, Group Ⅰ类(6个)、Group Ⅱ类(1个)和Group Ⅲ类(14个),各类间基因结构和保守基序差异明显;在HvGPATs基因启动子区域广泛预测到3种胁迫响应元件[防御和压力响应元件(TC-rich repeats)、干旱响应元件(MBS)、低温响应元件(LTR)]和5种激素响应元件[脱落酸反应元件(ABRE)、生长素响应元件(TGA-element)、赤霉素响应元件(GARE-motif和P-box)、茉莉酸甲酯(MeJA)反应元件(TGACG-motif和CGTCA-motif)和水杨酸反应元件(TCA元件)],表明该家族与非生物胁迫有关。qRT-PCR分析表明:冷胁迫下HvGPAT1在叶中表达量相对较高, HvGPAT14和HvGPAT18在根中表达量升高;干旱胁迫下HvGPAT14在叶中的表达量上调;盐胁迫下HvGPAT4和HvGPAT18在叶中的表达量显著升高, HvGPAT4在根中表达量会显著上升。

• 单位
  青海大学农牧学院