谷子β-胡萝卜素异构酶家族基因的表达与变异分析

摘要：

株型是影响谷类作物产量的重要性状,株型改良对提高作物产量具有重要意义.独脚金内酯(strigolactones,SLs)作为一种最新被鉴定的植物激素,其通过抑制腋芽的伸长调控分枝/分蘖的形成.β-胡萝卜素异构酶(D27s)是SLs合成途径的关键酶,通过对谷子(Setaria italica)β-胡萝卜素异构酶典型结构域Pfam:DUF4033进行分析,鉴定到3个谷子D27s基因家族成员(Seita.8G168400、Seita.6G088800和Seita.3G050900).蛋白质特性分析显示,谷子D27s蛋白由271-277个氨基酸残基组成,分子量为30.1-30.4 kDa,等电点为5.85-9.31,不稳定系数介于38.48-74.47之间,且均定位于叶绿体;系统进化分析发现,谷子D27s家族成员位于3个不同进化分支;顺式作用元件预测显示,SiD27-1(Seita.8G168400)可能参与调控生物节律、生长素介导的生长发育以及干旱和低温等胁迫应答过程.基因表达分析显示,SiD27-1在谷子多分蘖材料中表达下调,在低磷胁迫处理下,D27s基因均能产生不同程度的响应,并且SiD27-1的响应较其它成员更快速.单倍型分析结果表明,SiD27-1的H001单倍型为优异单倍型,对谷子的株高、抽穗期和产量改良具有重要应用价值.综上,推测SiD27-1极可能在SLs合成中发挥关键作用并对谷子株型产生影响.研究结果为深入揭示D27s对谷子分蘖形成的调控机制奠定了基础,也为谷子株型分子设计育种提供了优异的等位变异位点.

关键词：β-胡萝卜素异构酶、基因家族、表达、单倍型变异、谷子

所属期刊栏目：58

分类号：S852.65;R318;S435.621

资助基金：国家自然科学基金;现代农业产业技术体系;中国农业科学院创新工程

在线出版日期：2023-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：34-50