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摘要
硫解酶(thiolase)是脂肪酸代谢的关键酶,在植物次生代谢合成、生长发育以及抵抗非生物胁迫中均发挥重要作用。为探究谷子硫解酶基因家族的基本特征,本研究利用生物信息学方法,对谷子硫解酶基因家族成员进行了鉴定,对蛋白理化性质及系统进化、基因结构、染色体位置、启动子、基因进化进行了分析;采用转录组测序进行了根、茎、叶、穗组织表达谱分析,运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定干旱胁迫下谷子硫解酶基因家族成员的表达水平。结果表明,谷子硫解酶基因家族共有5个成员,位于4条染色体上,编码的蛋白长度为401～461 aa,分子量为41～49 kDa,均含有硫解酶特有的2个保守基序。系统进化分析显示,谷子硫解酶基因家族分为2个亚家族(KAT和ACAT),KAT型硫解酶编码基因有14个外显子,ACAT型硫解酶有13个外显子。基因进化分析显示,谷子硫解酶基因既存在功能冗余也存在功能分化。谷子硫解酶编码基因启动子序列中含有光响应、激素类响应、胁迫诱导等多种顺式作用元件。谷子不同组织中硫解酶基因表达谱显示,KAT型硫解酶基因在根、茎、叶、穗部位均高表达;而ACAT型硫解酶基因仅在根和穗部位有较高的表达。干旱胁迫下,谷子硫解酶基因家族成员表达量均明显上调。本研究为揭示谷子硫解酶的功能及其在谷子抗旱育种中的应用提供了理论基础。
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