大麻GRAS转录因子家族的全基因组鉴定及镉胁迫下表达分析

• 作者: 尹明 杨大为 唐慧娟 潘根 李德芳 赵立宁 黄思齐
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 大麻 GRAS转录因子 系统发育分析 基因结构分析 表达分析
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 专题：主要麻类作物基因组学与遗传改良
• 页码范围: 1054-1069
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.04078

摘要

GRAS转录因子在植物生长发育及抗逆境胁迫中具有重要作用。本文对大麻GRAS转录因子家族进行了全基因组鉴定, 对其理化性质、系统进化发育、基因结构、基因间的共线性关系进行了分析, 并利用云麻1号及内蒙古小粒大麻的转录组数据分析其在镉胁迫下的表达量变化。结果表明, 大麻基因组中鉴定出54个GRAS基因, 96.30%的基因编码酸性蛋白, 长度为415~757 aa, 分子质量为46,405.05~85,748.52 kD, 等电点为4.77~8.54, 划分为9个亚家族, 其中PAT1、LS、SHR、HAM保守性较高, PAT1、LISCL、CsGRASA出现大量基因串联重复, CSGRAS12基因在5种植物的共线性分析中均存在。将2个大麻品种进行镉胁迫处理发现, 云麻1号株高下降10.48%, 鲜重下降6.33%; 内蒙古小粒大麻株高下降66.07%, 鲜重下降42.67%, 表明云麻1号较内蒙古小粒大麻更耐镉胁迫。云麻1号的54个GRAS基因中, 42个(77.78%)基因表达上调1.05~18.10, 11个(20.37%)基因表达下调0.13~0.91; 内蒙古小粒大麻的54个GRAS基因中, 27个(50.00%)基因表达上调1.01~6.46, 27个(50.00%)基因表达下调0.30~0.96。将两者GRAS基因进行同源基因鉴定并分析其表达情况发现, 耐镉品种云麻1号中40个同源GRAS基因较内蒙古小粒大麻在镉胁迫下的上调或下调幅度更明显, 表明这些GRAS基因与镉胁迫有明显相关性。本文可为挖掘和验证大麻GRAS基因提供参考。