棉花EXO70基因家族全基因组的鉴定及种间比较
Genome-Wide Identification and Interspecific Comparative Analysis of the EXO70 Gene Family in Cotton作者机构：浙江大学农业与生物技术学院
出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)
年 卷 期：2023年第56卷第23期
页 面：4621-4663页
核心收录：
基 金：国家自然科学基金面上基金(32172008) 中央高校基本科研业务费专项资金(226-2022-00153)
主 题：陆地棉 海岛棉 EXO70基因家族 表达模式 性状关联分析 逆境响应
摘 要：【目的】当前四倍体棉花的主栽品种是陆地棉与海岛棉，陆地棉产量高且适应性好，海岛棉纤维品质优异但产量一般。EXO70是胞外分泌体（exocyst complex）中的关键亚基，在植物生长发育、胁迫响应等方面发挥重要作用。通过全基因组水平鉴定和分析陆地棉与海岛棉EXO70基因家族成员，并研究其在纤维发育、环境适应等方面的功能，有助于揭示陆地棉与海岛棉种间性状差异形成的分子基础。【方法】从拟南芥数据库（TAIR）获取EXO70家族蛋白序列作为参考序列，采用HMMER、ExPASy、MEME、TBtools等分析工具对陆地棉TM-1和海岛棉Hai7124基因组中EXO70家族成员进行鉴定与分析，系统比较该家族在基因表达模式、重要农艺性状的相关性、逆境响应等方面的异同点。【结果】通过对陆地棉和海岛棉的基因组水平分析，均鉴定出54个EXO70家族成员，根据系统进化发育可将其分为8个分支。陆地棉和海岛棉同源基因可一一对应，分布在陆地棉与海岛棉的20条染色体上，绝大多数成员为单外显子，但是两者间有12对同源基因在阅读框序列上存在较大差异。陆地棉与海岛棉大部分同源基因表达模式类似，但在同一纤维发育时期表达量存在差异，如分支A中的GH＿A04G1208与同源基因GB＿A04G1253。重要农艺性状关联分析中发现，海岛棉有16个EXO70基因与纤维品质性状显著相关，多于陆地棉；陆地棉有13个基因与产量性状衣分显著相关，多于海岛棉。发现部分性状关联的差异可能由海陆种间的基因结构差异造成，如GH＿A11G3714和GB＿A11G3791。在不同逆境胁迫下，陆地棉中有25个基因受诱导，显著多于海岛棉中10个受诱导基因。【结论】在棉花四倍体形成、分化与驯化过程中，陆地棉与海岛棉EXO70家族基因序列结构相对保守，基因表达模式也保持较高的一致性。海岛棉有更多的EXO70基因与纤维品质性状相关，陆地棉有更多的基因与产量性状相关且对环境逆境更为敏感。
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