全基因组水平白花草木樨TCP基因家族的鉴定及在干旱胁迫下表达模式分析

作者：李艳鹏; 魏娜; 翟庆妍; 李杭; 张吉宇; 刘文献^*

来源：草业学报, 2023, 32(04): 101-111.

• 白花草木樨
• TCP基因
• 全基因组鉴定
• 干旱胁迫
• 表达模式

草木樨是我国北方地区重要的饲料与绿肥豆科作物，在我国草牧业发展和生态经济建设中具有重要作用。干旱胁迫是影响草木樨分布和产量的重要因素，筛选和鉴定调控草木樨响应干旱胁迫的基因对解析草木樨抗旱生物学研究具有重要意义。TCP(teosinte branches1/cycloidea/pro-liferating cell factory)是一类植物特有的转录因子，在调控植物响应干旱胁迫过程中具有重要作用，但目前该基因家族在草木樨中的分布以及响应干旱胁迫的生物学功能未见报道。本研究以白花草木樨为对象，利用生物信息学方法在全基因组水平对TCP基因家族进行系统鉴定，并对其基因结构、系统进化、染色体定位以及干旱胁迫下表达模式进行了分析。结果表明，白花草木樨含有18个MaTCP基因，不均匀地分布在6条染色体上。系统进化表明，18个MaTCP基因可以分为TCP-P和TCP-C两大亚家族，其中TCP-P仅包含PCF分支，而TCP-C包含CYC/TB1与CIN两个分支。这些基因都含有高度保守的bHLH结构域，同亚家族中的成员具有相似的保守基序与基因结构，但在bHLH结构域中TCP-P亚家族相较于TCP-C亚家族少4个氨基酸。通过分析白花草木樨响应干旱胁迫的转录组数据，共鉴定出2个可能与干旱胁迫有关的MaTCP基因（MaTCP2和MaTCP15）。qRT-PCR结果进一步表明，PEG模拟干旱胁迫处理后，在白花草木樨根部，MaTCP2基因表达量显著上升；在叶片部分，两基因的表达量在第3 h时均出现峰值，进一步确定了两基因在白花草木樨中具有响应干旱胁迫的表达模式。该研究可为后期深入解析草木樨响应干旱胁迫理论以及通过基因工程技术创制高抗旱草木樨新种质奠定基础。

• 单位
  兰州大学; 草地农业科技学院