苹果LRR-RLK基因家族鉴定和表达分析

摘要：

[目的]从苹果全基因组中鉴定LRR-RLK家族蛋白成员,并进行生物信息学和表达模式分析,为研究苹果LRR-RLK的潜在功能提供理论基础.[方法]利用BLASTp基于GDR数据库鉴定苹果LRR-RLK家族成员,通过ExPASy Proteomics Server、Cell-PLoc、CD-Search Tool、MEGAX、MG2C等软件分析LRR-RLK蛋白序列基本信息、亚细胞定位情况、结构域组成、系统进化关系以及染色体定位情况.利用实时荧光定量PCR技术检测苹果12个LRR-RLK的组织表达和诱导表达特性.[结果]苹果LRR-RLK基因家族包含378个成员,这些LRR-RLK蛋白包括318—1827个不等的氨基酸残基,等电点分布在5.16—9.75.亚细胞定位结果显示LRR-RLK蛋白均定位在细胞膜.系统进化分析可将其分为15类,各亚家族基因数量分布在1—111.染色体定位结果显示,LRR-RLK在苹果17条染色体上均有分布,其中第7条染色体数量最多,为40个.LRR-RLK家族基因具有2个特定的保守结构域,分别是LRR结构和蛋白激酶结构.蛋白二级结构以无规则卷曲为主,其次是α-螺旋,β-转角所占比例最小.通过定量检测发现筛选的12个家族成员在各组织中均有表达(除MD00G1105400外),且多数基因在茎中表达水平相对较高.低温条件下,7个基因上调表达,其中MD09G1153800上调最明显,最高为对照的6.8倍,而MD06G1170200和MD05G1061600均下调表达;在干旱条件下,8个基因上调表达,其中MD00G1105400上调最明显,最高为对照的9.6倍;在盐胁迫条件下,MD04G1150400、MD13G1108000和MD02G1071800始终处于上调表达状态,其中MD02G1071800上调最明显,最高为对照的14.9倍.苹果新梢接种轮纹病菌后,12个LRR-RLK家族基因表达基本上呈先上升后下降的趋势.并且在'望山红'中,1 d时表达水平较高,而在'鸡冠'中,3 d时表达水平较高.MD09G1153800和MD05G1065800在'鸡冠'响应轮纹病菌侵染过程中显著上调表达,而在'望山红'中无响应,可作为进一步开展抗病研究和功能分析的候选基因.[结论]苹果LRR-RLK基因家族包含378个成员,进化上可分为15组,在17条染色体上均有分布,多数基因具有在茎中高表达的组织表达特征,多数基因受逆境和轮纹病菌调控.

关键词：苹果;LRR-RLK;基因家族;鉴定;表达分析

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资助基金：农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室开放基金;辽宁省科学事业公益研究基金;辽宁省农业科学院学科建设项目

在线出版日期：2021-08-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：3097-3112