小麦TaLEA3基因家族的全基因组鉴定及其响应赤霉病的表达模式分析

作者：郑彤; 袁敏敏; 花辰; 周瑶; 李磊; 孙政玺; 李韬^*

来源：生物技术进展, 2019, 9(04): 357-368.

DOI：10.19586/j.2095-2341.2019.0059

• 小麦
• LEA3
• 基因家族
• 赤霉病
• 表达谱

胚胎晚期丰富(late embryogenesis abundant,LEA)蛋白是高等植物胚胎发育后期种子中大量积累的一类蛋白质,在植物逆境胁迫方面具有重要作用。其中第三组的LEA蛋白(LEA3)是该类蛋白家族的主要成员,因其在植物抗旱耐盐性方面的卓越表现而被广泛研究。在前期研究中,通过高通量蛋白质组学的方法,在禾谷镰刀菌接种的小麦穗轴中筛选到1个与抗病相关的差异积累蛋白Wrab17(LEA3基因家族)。为了揭示小麦中TaLEA3基因家族的序列特征及其对生物胁迫的响应机制,采用生物信息学方法对该基因家族进行了系统研究。结果表明,在小麦全基因组中共鉴定到26个TaLEA3基因,命名为TaG3LEA-1～TaG3LEA-26,分布于小麦的9条染色体上。串联重复和片段复制是该基因家族扩张的主要方式;MEME分析表明该家族成员含有motif 2或motif 5,是LEA3家族的典型特征。通过基因表达分析和qRT-PCR验证,发现TaG3LEA-25在干旱和高温胁迫下均高表达,并且在不同赤霉病抗感材料间存在显著差异,推测其可能参与了小麦赤霉病抗性调控。研究结果为阐明小麦TaLEA3家族基因的进化关系提供了有价值的信息,并且为进一步探究其功能机制奠定了理论基础。

• 单位
  江苏省作物遗传生理重点实验室; 扬州大学