大豆LBD基因家族的鉴定与表达分析

作     者：梁雪枫 窦汝娜 陈飞宇 姜振峰 LIANG Xuefeng;DOU Runa;CHEN Feiyu;JIANG Zhenfeng

作者机构：东北农业大学农学院大豆生物学教育部重点实验室农业部东北大豆生物学与遗传育种重点实验室黑龙江哈尔滨150030 

出 版 物：《土壤与作物》 (Soils and Crops)

年 卷 期：2024年第13卷第2期

页      面：235-246页

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(31571693,32172072) 黑龙江省自然科学基金项目(LH2021C025) 

主　　题：大豆 LBD基因家族 生信分析 基因表达 

摘      要：转录因子是植物生长发育的重要调节因子。侧生器官边界域(LBD,Lateral organ boundaries domain)基因家族是一类植物特有的转录因子,参与植物生长、营养代谢和逆境胁迫响应的调控。本研究采用生物信息学方法,从基因组和转录组水平对大豆LBD基因家族进行了系统鉴定和表达模式分析。系统进化结果显示,大豆LBD基因家族的89个成员可分为2大类、7个亚族。理化性质分析显示,大豆LBD基因家族编码的氨基酸数量范围在50 aa~325 aa,分子量为8 164.16 Da~60 499.65 Da,等电点介于4.69 pl~9.15 pl,不稳定系数为43.46~83.94。Motifs和基因结构分析发现,LBD基因家族成员保守性较高。启动子顺式作用元件分析显示,LBD基因家族成员含有与植物光响应相关的29种顺式作用元件,与植物激素相关的11种元件,以及与非生物和生物胁迫响应相关的6种元件。转录组分析发现,大豆LBD基因在DN50品种的生长节间伸长区(EZ)、成熟区(MZ)和茎尖(ST)的表达模式存在差异。LBD家族成员主要在MZ和ST高表达,其中GmLBD5、GmLBD23、GmLBD38、GmLBD46、GmLBD49、GmLBD71、GmLBD75和GmLBD78在EZ、MZ和ST均高表达,是调控大豆株高的关键候选基因。同时,还发现一些基因在茎组织特异表达,例如GmLBD83在EZ表达量较高,而GmLBD15、 GmLBD59、 GmLBD61和GmLBD84只在MZ高表达,GmLBD14、 GmLBD18、 GmLBD21、 GmLBD27、GmLBD55、GmLBD66和GmLBD70只在ST高表达。研究结果为深入分析LBD基因调节大豆节间生长发育的分子机理提供了靶标基因。