野生稻CBF/DREB1转录因子的鉴定与生物信息学分析

作     者：霍晨敏 袁敏 张宝文 王瑞菊 HUO Chen-min;YUAN Min;ZHANG Bao-wen;WANG Rui-ju

作者机构：河北经贸大学生物科学与工程学院河北石家庄050061 分子细胞生物学教育部重点实验室河北省细胞生物学基础学科研究中心河北省细胞信号与环境适应协同创新中心河北省分子细胞生物学重点实验室河北师范大学生命科学学院河北石家庄050024 华北理工大学生命科学学院河北唐山063210 

出 版 物：《草业学报》 (Acta Prataculturae Sinica)

年 卷 期：2024年第33卷第6期

页      面：126-144页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：河北省自然科学基金优秀青年科学基金项目(C2021205011) 河北省重点研发计划项目(20326513D) 河北经贸大学校内科研基金项目(2019ZD05) 河北省教育厅科学研究项目(BJ2021029)资助 

主　　题：野生稻 CBF/DREB1 保守基序 选择压力 启动子分析 

摘      要：低温冷害是限制栽培稻地域分布和产量的重要因素之一,严重影响我国的粮食安全。以CBF/DREB1为核心的C-重复结合因子-冷调节基因(CBF-COR)途径是水稻适应低温的重要信号传导途径。基于稻属9种植物的全基因测序结果和隐马尔可夫模型(HMM)搜索,共鉴定出71个CBF/DREB1基因序列。所有基因均无内含子,由单个外显子组成。大部分DREB1s呈弱酸性,所有DREB1s亲水性平均值1,受到正选择压力。旁系同源基因之间启动子顺式元件种类和数量差异较大,直系同源基因的启动子顺式元件种类和数量很相似。对日本晴、93-11和东乡野生稻7 d幼苗4℃冷处理2 h的实时荧光定量PCR分析发现早期冷响应基因可分为激活型(DREB1A/1B/1C/1E/1F/1G/1H)和抑制型(DREB1D/1I/1J)。在日本晴、93-11和东乡野生稻冷激活型基因中,DREB1B/1G/1H均是冷处理后响应最快的一级冷响应因子,且启动子均含有至少一个拷贝的CAMTA转录因子结合元件CM2(CCGCGT)。OrDREB1B/1C/1E/1F/1G/1H在东乡野生稻4℃冷处理4 h后的表达量均高于栽培稻同源基因的表达量。9种稻属植物的CBF/DREB1基因亚家族的分子进化分析结果为低温抗性基因的挖掘和利用提供了前期基础。