美洲狼尾草CCD基因家族全基因组鉴定及分析

作     者：王净洁 阿布都沙拉木 祝诗词 叶歆雅 范欲航 黄琳凯 WANG Jingjie;AbuduShalamu;ZHU Shici;YE Xinya;FAN Yuhang;HUANG Linkai

作者机构：四川农业大学草业科技学院四川成都610000 

出 版 物：《中国草地学报》 (Chinese Journal of Grassland)

年 卷 期：2024年第46卷第3期

页      面：11-21页

核心收录：

学科分类：090503[农学-草业科学] 0909[农学-草学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

基　　金：四川省饲草育种攻关项目(2021YFYZ0013) 四川饲草创新团队建设项目(SCCXTD-2020-16) 

主　　题：美洲狼尾草 类胡萝卜素裂解双加氧酶 基因家族 干旱和高温胁迫 

摘      要：鉴定美洲狼尾草(Pennisetum glaucum)中的类胡萝卜素裂解双加氧酶(Carotenoid cleavage dioxygenases,CCD)基因家族成员,为美洲狼尾草中PmCCD基因进一步的功能研究与遗传改良提供一定的理论依据。基于美洲狼尾草已公开的全基因组数据,成功鉴定了其中的CCD成员,并预测了该家族成员的系统进化关系,此外,分析了这些成员的蛋白理化性质、功能结构以及保守基序,并深入研究了它们的启动子顺式作用元件等,最后结合转录组数据分析了PmCCD基因在组织中、高温胁迫和干旱胁迫下的表达模式。共鉴定出13个PmCCD基因,分布于5条染色体上,系统进化分类为2个大类别,共计6个亚家族,所鉴定出的成员均具备典型的RPE65或PLN型蛋白结构域,其启动子区域有与逆境胁迫、激素响应以及生长发育等生物过程密切相关的顺式作用元件。转录组数据分析表明,PMccd-1、PMcccd-6、PMccd-7、PMccd-12基因在美洲狼尾草的穗组织中具有显著的高表达,在干旱与高温胁迫下,PmCCD基因产生了显著的表达变化,且受胁迫影响根系中的表达差异高于叶片。综上结果表明在干旱诱导时,Pmccd-12、Pmccd-6基因分别在叶片和根系中显著表达,可作为美洲狼尾草耐旱性的候选基因,在高温诱导时,Pmccd-6基因在叶片中显著表达,可作为美洲狼尾草耐热性的候选基因,为美洲狼尾草后续的基因工程改良提供帮助。