| 甘蔗割手密种类甜蛋白家族鉴定及栽培种同源基因功能分析 |
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| 引用本文： | 苏亚春,李聪娜,苏炜华,尤垂淮,岑光莉,张畅,任永娟,阙友雄.甘蔗割手密种类甜蛋白家族鉴定及栽培种同源基因功能分析[J].作物学报,2021(7):1275-1296. |
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| 作者姓名： | 苏亚春 李聪娜 苏炜华 尤垂淮 岑光莉 张畅 任永娟 阙友雄 |
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| 作者单位： | 福建农林大学农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室;福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室;福建农林大学生命科学学院 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目(2019YFD1000500);国家自然科学基金项目(31671752);国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-17)资助。 |
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| 摘 要： | 类甜蛋白(thaumatin-like protein,TLP)在植物生长发育和抵抗逆境胁迫中发挥重要作用。为全面了解甘蔗TLP家族基因的结构和功能特性,本研究利用甘蔗野生种割手密基因组数据库和生物信息学方法,首先筛选获得122个SsTLP家族基因并进行蛋白理化性质、基因染色体分布、基因结构和系统进化等分析;其次,从我国大陆主栽甘蔗品种ROC22中克隆到1条SsTLP87的同源基因ScTLP1,并对其基因表达模式、亚细胞定位、瞬时表达和转录自激活活性进行鉴定。结果表明,122个SsTLP家族基因分布在28条割手密染色体上,且存在多基因聚集现象,每条染色体上有1~13个SsTLP基因,多数SsTLP蛋白被预测为定位于细胞质的酸性疏水性不稳定蛋白。SsTLP家族基因结构类型多样,其内含子数目(1~30)、内含子相位(0~2)和Motif(1~5)存在多种类型和分布。系统进化树分析显示,SsTLP基因编码蛋白分别聚类在TLP家族的Ⅰ~Ⅹ分支上,其中具有抑菌潜力的第Ⅴ类SsTLP数量最多(36个)。从甘蔗栽培种ROC22克隆获得的ScTLP1基因编码227个氨基酸残基,属于第Ⅴ类进化聚类组,定位于细胞膜,不具有转录自激活活性,其与割手密SsTLP87蛋白的氨基酸序列相似性高达99.56%。qRT-PCR分析表明,ScTLP1基因在甘蔗不同组织部位组成型表达,且在蔗芽部位的表达量最高。ScTLP1基因在脱落酸(abscisic acid,ABA)和水杨酸(salicylic acid,SA)处理下的表达量无显著变化,但受甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitaminea)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)、氯化钠(sodium chloride,NaCl)、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)和4℃低温诱导上调表达。瞬时过表达ScTLP1基因后,本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片中的DAB染色加深,乙烯合成相关基因NtEFE26和茉莉酸代谢途径相关基因NtPR3上调表达,且接种烟草青枯菌(Pseudomonas solanacearum)和烟草茄病镰刀菌蓝色变种(Fusarium solani var.coeruleum)的ScTLP1基因瞬时过表达叶片发病情况较对照组轻,表明ScTLP1基因可以诱发本氏烟的过敏反应,参与乙烯和茉莉酸信号传导途径,增强本氏烟对病原菌的防御效应。研究结果为深入探究甘蔗TLP家族基因的结构和功能奠定了良好的基础。
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| 关 键 词： | 甘蔗 类甜蛋白 全基因组分析 功能分析 |
Identification of thaumatin-like protein family in Saccharum spontaneum and functional analysis of its homologous gene in sugarcane cultivar |
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| SU Ya-Chun,LI Cong-Na,SU Wei-Hua,YOU Chui-Huai,CEN Guang-Li,ZHANG Chang,REN Yong-Juan,QUE You-Xiong.Identification of thaumatin-like protein family in Saccharum spontaneum and functional analysis of its homologous gene in sugarcane cultivar[J].Acta Agronomica Sinica,2021(7):1275-1296. |
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| Authors: | SU Ya-Chun LI Cong-Na SU Wei-Hua YOU Chui-Huai CEN Guang-Li ZHANG Chang REN Yong-Juan QUE You-Xiong |
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| Institution: | (Key Laboratory of Sugarcane Biology and Genetic Breeding(Fujian),Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,Fujian,China;Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding and Comprehensive Utilization,Ministry of Education,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,Fujian,China;College of Life Sciences,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,Fujian,China) |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | sugarcane thaumatin-like protein genome-wide analysis functional analysis |
| 本文献已被 CNKI 维普 等数据库收录！ |
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