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东北农业大学学报2025年第05期:大豆GmBBI基因家族全基因组的鉴定、进化和表达

来源:期刊VIP网 时间:


作者:董慧颖;胡利民;陈庆山;

单位:东北农业大学农学院;

摘要:BBI(Bowman-Birk inhibitor)基因家族编码蛋白酶抑制剂,主要存在于植物中,尤其是豆科植物;BBI蛋白抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性,在植物防御和生长发育中发挥重要作用。为探究大豆中BBI基因家族在籽粒生长发育及逆境中的作用,对大豆GmBBI基因家族进行全基因组鉴定,并对其染色体分布、基因结构、保守基序、系统进化树、启动子顺式作用元件和表达模式进行分析。结果表明:大豆GmBBI基因家族含有14个成员,主要分布在9号染色体上,85.7%基因串联分布。除GmBBI-4和GmBBI-9基因外,所有BBI蛋白的二级结构和三级结构相似,均由蛋白序列N端的20%左右的α-螺旋和相似三级结构的70%左右的无规则卷曲组成。系统进化树分析显示,大豆、玉米和水稻物种间的BBI基因亲缘关系较远;通过启动子顺式作用元件分析发现,GmBBI基因可能受到光和激素调节;表达模式分析表明,GmBBI-12和GmBBI-13基因在根、叶和花中高表达,且家族成员中仅GmBBI-12和GmBBI-13适应模拟盐碱和干旱胁迫;除去在组织中几乎不表达基因,其他基因在种子发育时期高表达,说明不同的BBI基因存在功能分化。综合研究结果,BBI基因在大豆生长和逆境抵抗中可能发挥重要作用。

关键词:BBI;;大豆;;生物信息学分析;;胁迫

基金资助:黑龙江省自然科学基金联合引导项目(LH2024C004)