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花生学报2024年第04期:花生赤霉素代谢途径中三个基因家族鉴定与分析

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作者:朱丹青;向雪林;汪柏丞;禹晨晏;徐国凤;袁鹏辉;刘登望;曾宁波;罗梓楠;李林;

单位:湖南农业大学农学院/国家花生工程技术研究中心长沙分中心/湖南省花生工程技术研究中心/湖南农业大学旱地作物研究所;

摘要:为了探究花生赤霉素代谢途径中3个基因家族DELLA、GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF1(GID1)、GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF2(GID2)在花生中的功能,利用生物信息学方法对其进行鉴定,并系统分析其理化性质、定位信息、基因结构、蛋白结构、保守基序、系统进化树、顺势作用元件及表达模式。结果表明,花生DELLA基因家族包含6个成员,均有共同的保守基序且都含有DELLA或DELLA superfamily结构域,外显子均有1个;花生GID1基因家族有57个成员,都含有Abhydrolase_3结构域,但仅有3个共有的保守基序;花生GID2基因家族成员11个,都含有F-box的结构域且外显子均有1个,但仅有3个共有的保守基序。3个基因家族在染色体上呈不均匀分布,且在染色体两端分布的数量较多;系统进化分析发现,赤霉素代谢途径的3个基因都与大豆的亲缘关系较近,其启动子区域含有大量的顺式作用元件,花生赤霉素代谢途径中51.35%基因家族成员有赤霉素响应元件;大多赤霉素响应元件的基因在各个组织中表达水平低,部分基因主要是在籽仁和果皮的发育阶段表达较高。以上研究丰富了我们对花生赤霉素代谢途径中DELLA、GID1、GID2基因家族的理解,为后续花生赤霉素代谢途径中3个基因家族功能研究奠定了基础。

关键词:花生;DELLA;GID1;GID2;基因家族;生物信息学分析;赤霉素代谢途径

基金资助:国家现代农业产业技术体系(CARS-13); 山东省重点研发计划(ZFJH202310-2); 湖南省重点研发计划(2021NK2005); 湖南省现代农业产业技术体系; 湖南省教育厅重点项目(22A0153); 湖南省自科基金面上项目(2024JJ5195)