| 番茄DIR基因家族鉴定及其对非生物胁迫响应的分析 |
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| 引用本文： | 陈凤琼,陈秋森,林佳昕,王雅亭,刘汉林,梁冰若诗,邓艺茹,任春元,张玉先,杨凤军,于高波,魏金鹏,王孟雪.番茄DIR基因家族鉴定及其对非生物胁迫响应的分析[J].中国农业科学,2022,55(19):3807-3821. |
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| 作者姓名： | 陈凤琼 陈秋森 林佳昕 王雅亭 刘汉林 梁冰若诗 邓艺茹 任春元 张玉先 杨凤军 于高波 魏金鹏 王孟雪 |
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| 作者单位： | 黑龙江八一农垦大学园艺园林学院,黑龙江大庆 163319 |
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| 基金项目： | 黑龙江省博士后科研启动项目(LBH-Q20052);黑龙江八一农垦大学博士科研启动项目;黑龙江省“揭榜挂帅”科技攻关项目(2021ZXJ05B02);黑龙江省留学归国项目;国家自然科学基金(31301769);黑龙江省自然科学基金(QC2018023) |
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| 摘 要： | 【目的】鉴定番茄DIR基因家族所有成员,并对其基因结构、编码蛋白的理化性质、系统进化、染色体定位、共线性、启动子元件、表达模式、互作转录因子及内源竞争RNA预测等进行了解析,为探究DIR在番茄生长发育和逆境胁迫中的作用提供参考。【方法】采用生物信息学方法,基于全基因组数据对番茄DIR基因家族成员进行鉴定,运用Phytozome、MEME、PlantCARE、opsRNATarget和plantcircnet等在线网站获取染色体位置、保守基序、顺式作用元件、存在互作的转录因子、miRNA和circRNA等信息。利用Mapteace、TBtools、Cytoscape、OmicShare等作图软件及工具绘制染色体定位图、进化树、DIR与转录因子关系图、ceRNA网络等。采用NCBI的基因数据库结合转录组测序及qRT-PCR试验研究DIR基因家族在逆境下的表达情况。【结果】共鉴定到番茄中27个DIR基因,将其命名为SlDIR1—SlDIR27,分别位于12条染色体上,且大部分基因位于染色体末端,其基因结构、基序和结构域相对保守,其中22个SlDIR具有一个外显子的经典结构。番茄DIR基因家族同拟南芥的共线性关系远高于水稻和大豆。基于系统进化关系将27个番茄DIR成员分为3个不同的亚家族。转录组数据表明大部分DIR基因在番茄根部具有较高的表达量。此外,DIR基因的启动子区域含有多个与干旱、低温等非生物胁迫,以及MeJA、ABA、SA等激素诱导相关的顺式作用元件,且预测到与激素、生长发育、非生物胁迫相关的ERF、E2F/DP、MYB等互作转录因子。结合转录组数据分析,分别有5、10、10和13个SlDIR在农药、干旱、盐和冷胁迫后显著上调表达,其中,SlDIR23受到以上4种胁迫的诱导表达,而SlDIR8、SlDIR13和SlDIR20特异性响应冷胁迫的诱导,SlDIR17特异性响应盐胁迫。番茄DIR的ceRNA调控表明,miR-156与靶基因SlDIR8可能共同作用调控番茄的逆境胁迫。【结论】共鉴定出番茄DIR家族基因27个,不均匀地分布在12条染色体上,在根部有较高的表达量。SlDIR1、SlDIR13和SlDIR14等具有MeJA、ABA、SA等激素响应元件,其中,SlDIR6仅具有MeJA元件,SlDIR27仅具有SA响应元件。另外,SlDIR2、SlDIR14、SlDIR23等参与干旱、盐、低温等多种逆境胁迫,其中SlDIR23在不同胁迫处理下均可被激活。此外,DIR基因和转录因子、非编码RNA相互作用,共同参与调控番茄植株的逆境胁迫。
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| 关 键 词： | DIR蛋白 番茄 基因家族 生物信息学 |
| 收稿时间： | 2021-12-19 |
Genome-Wide Identification of DIR Family Genes in Tomato and Response to Abiotic Stress |
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| CHEN FengQiong,CHEN QiuSen,LIN JiaXin,WANG YaTing,LIU HanLin,LIANG BingRuoShi,DENG YiRu,REN ChunYuan,ZHANG YuXian,YANG FengJun,YU GaoBo,WEI JinPeng,WANG MengXue.Genome-Wide Identification of DIR Family Genes in Tomato and Response to Abiotic Stress[J].Scientia Agricultura Sinica,2022,55(19):3807-3821. |
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| Authors: | CHEN FengQiong CHEN QiuSen LIN JiaXin WANG YaTing LIU HanLin LIANG BingRuoShi DENG YiRu REN ChunYuan ZHANG YuXian YANG FengJun YU GaoBo WEI JinPeng WANG MengXue |
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| Institution: | College of Horticulture and Landscape Architecture, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | DIR protein Lycopersicon esculentum gene family bioinformatics |
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