马铃薯AS2基因家族的鉴定与逆境胁迫表达

作者：梅超; 刘玉卫; 孙蕾; 王慧杰; 董雪; 李欣; 冯瑞云^*

来源：应用与环境生物学报, 2020, 26(06): 1498-1507.

DOI：10.19675/j.cnki.1006-687x.2020.06036

• 马铃薯
• AS2基因家族
• 系统发育
• 非生物胁迫
• 表达分析

高盐、干旱、高温、低温等非生物胁迫是造成马铃薯减产的重要因素,鉴定和探究马铃薯逆境胁迫应答相关基因对马铃薯生产具有重要意义. ASYMMETRIC LEAVES2(AS2)基因家族是一类广泛存在于植物中的转录因子家族,在植物生长发育和抵御逆境胁迫过程中发挥重要作用.通过生物信息学系统分析,鉴定得到43个马铃薯AS2基因家族成员.结果显示,根据保守结构域的差异将AS2基因家族分为ClassⅠ、ClassⅡ两类,其中ClassⅠ分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd、Ⅰe共5个亚类,ClassⅡ分为Ⅱa、Ⅱb两个亚类.马铃薯AS2蛋白主要以α-螺旋和不规则卷曲两种二级结构组成,定位在细胞核中.通过对马铃薯植株进行高盐、干旱、低温和高温胁迫处理,并对叶片和根中部分AS2基因家族成员的表达量进行分析,发现ClassⅠ类和ClassⅡ类中大部分成员均参与逆境胁迫应答,但在不同逆境胁迫下的响应程度存在差异.高盐胁迫下,叶片中St AS2-7和根中St AS2-27表达量分别是对照的10倍;干旱胁迫下,除St AS2-4外的其余成员在叶片和根部表达量明显上调;高温胁迫下,叶片中St AS2-15表达量下调,其余成员表达上调;低温胁迫下,大部分St AS2成员表达量变化上调.本研究表明马铃薯AS2基因家族成员在系统发育过程中具有保守性与物种特异性,可以通过响应逆境胁迫维持马铃薯体内的正常代谢,增强马铃薯抵御非生物胁迫的能力.(图4表3参42)

• 单位
  生命科学学院; 农业部; 山西农业大学; 河北农业大学