玉米蔗糖合成酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析

摘要：

[目的]蔗糖合成酶(SUS)是植物进行蔗糖代谢的关键酶之一,控制着植物体内糖分的合成和运输,在植物的生长发育和代谢活动中具有重要作用.[方法]本研究利用玉米基因组数据库平台,以生物信息学手段对玉米SUS基因家族进行成员鉴定和分析.[结果]①玉米SUS家族共有5个成员,它们分别分布在第1.4.9号染色体上.氨基酸大小为802～ 849 aa,除ZmSUS5为弱碱性以外,其余均表现为弱酸性.②基因二级结构分析显示,该家族蛋白主要结构为a-螺旋,大部分为不稳定蛋白,且具有弱疏水性.③亚细胞定位预测结果显示,ZmSUS蛋白均定位在叶绿体.④进化分析显示ZmSUS可分为3个亚家族(SUSⅠ～SUSⅢ),且位于同一组的成员其氨基酸序列一致性以及内含子/外显子分布模式相似度都很高.⑤基因启动子分析分析显示ZmSUS家族蛋白在玉米的生长发育以及逆境胁迫方面都起着重要的作用.⑥组织表达特异性分析发现,ZmSUS1和ZmSUS2在胚和胚乳中大量表达;ZmSUS5在所有被检测的组织中表达量很低;ZmSUS3及ZmSUS4在被检测的组织中均有较高的表达量.[结论]这些结果表明ZmSUS1和ZmSUS2可能参与了种子的发育过程,ZmSUS3、ZmSUS4可能参与玉米生长发育的多个阶段.本研究为后续对玉米SUS家族基因的功能研究以及对蔗糖代谢调控的应用提供了理论参考.

关键词：玉米、SUS基因家族、生物信息学分析、系统进化分析、表达分析

所属期刊栏目：32

分类号：S513(禾谷类作物)

资助基金：中央级非盈利性科研院所基本科研业务“糯玉米种质资源的收集、评价及自交系的选育”1630062017015;农业部国际交流与合作项目“‘一带一路’沿线国家热带农业资源联合调查与开发评价”13232697606221573:热带玉米种质资源联合调查与评价

在线出版日期：2020-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2479-2485