菠菜SoNAC转录因子家族的全基因组鉴定与分析

作者：谭献詹; 葛晨辉; 戴雨柔; 孔猛; 徐晨曦; 王全华^*

来源：上海师范大学学报(自然科学版), 2022, 51(01): 20-31.

• 菠菜(Spinacia oleracea)
• SoNAC
• 高温胁迫
• 盐胁迫

采用生物信息学分析方法，从菠菜基因组中筛选鉴定了57个菠菜NAC转录因子，并对其基因结构、编码蛋白和系统进化进行了分析；通过荧光定量聚合酶链式反应qRT-PCR分析，研究了高温和盐处理后菠菜叶片中NAC基因的表达模式.研究结果显示：菠菜NAC转录因子可以被归入2组17个亚组，GroupⅠ包含10个亚组，GroupⅡ包含7个亚组；染色体定位分析表明，共有36个SoNACs基因随机分布在菠菜的6个染色体上，其中21个分布在scaffold上，多数基因位于端粒，部分基因在染色体上成簇分布并具有相似的结构；基序分析表明，SoNACs中存在5个高度保守的基序，其中没有一个基序是所有SoNACs都共有，有些亚族（SND）的保守基序被其他基序替换，进一步对保守基序的预测表明，Motif 1,2和3是NAM结构域中的核心基序.为揭示NAC家族在菠菜中的抗逆作用，通过qRT-PCR分析了不同亚族SoNACs基因在高温和盐胁迫下的基因表达，许多基因被盐分或高温胁迫上调或下调，不同胁迫下存在显著差异表达模式.盐胁迫下，SoNACs表达模式聚为2类：一类为表达上调、在转录中后期发挥主要作用的成员（SoNAC34,SoNAC35,SoNAC51,SoNAC57）；另一类为表达下调，但有2个成员（SoNAC45,SoNAC50）在转录起始阶段发挥主要作用的SoNACs；高温胁迫下，SoNACs表达模式聚为3类：第一类为表达上调、在转录中后期发挥主要作用的成员（SoNAC57）；第二类为表达下调的成员；第三类为表达上调不明显的成员.与高温胁迫相比，盐胁迫下更多SoNACs基因倾向于高表达，SoNAC57是响应两种胁迫均被上调的基因.因此，进一步对该基因及其亚组成员进一步分析可能有助于建立菠菜的胁迫耐受性.

• 单位
  上海师范大学; 生命科学学院