甘蓝型油菜AVP1、VHA-a2和VHA-a3基因的鉴定及功能性研究

• 作者: 姚珺玥 华营鹏 周婷 王涛 宋海星 官春云 张振华
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 甘蓝型油菜 AVP 基因 VHA 基因 生物信息学
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 1146-1157
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2019.84124

摘要

液泡是调控植物细胞分化、生长发育的重要部位，AVP1、VHA-a2和VHA-a3基因调控植物液泡内外离子平衡、离子运输以及能量供应。本研究利用功能已知的拟南芥AVP1、VHA-a2和VHA-a3基因为参考序列在甘蓝型油菜全基因组数据库、NCBI植物基因组注释数据库等鉴定并筛选出9个BnaAVP1、3个BnaVHA-a2和4个BnaVHA-a3，并分析基因拷贝数变异、分子特征、跨膜结构域、保守基序、染色体定位、系统进化树构建、蛋白二级结构及三维结构预测、高通量转录组测序等。发现甘蓝型油菜BnaAVP1和BnaVHA-a3的基因数量明显多于甘蓝和白菜;甘蓝型油菜AVP1、VHA-a2和VHA-a3蛋白属于由酸性氨基酸组成的稳定蛋白;系统进化选择能力的分析表明，甘蓝型油菜AVP1、VHA-a2和VHA-a3家族基因与甘蓝、白菜关系相近。转录组测序表明，低氮处理后，BnaAVP1s基因主要在地上部表达，且低氮3h后地上部表达下调，低氮处理72h根中表达量上调;BnaVHA-a2s和BnaVHA-a3s基因在地上部和根中均有表达，BnaVHA-a2s在低氮处理72h后表达量基本呈上调趋势，BnaVHA-a3s在低氮3h后基本呈下调趋势。低磷处理后，BnaAVP1s根中大部分基因表达上调，地上部表达基本无差异;BnaVHA-a2s表达基本无差异;BnaVHA-a3s地上部和根中均基本为上调趋势。该结果为进一步研究甘蓝型油菜AVP1、VHA-a2和VHA-a3基因生物学功能及AVP1、VHA-a2和VHA-a3蛋白水解ATP提供能量供植物代谢的分子机制奠定基础，为已知大量数据的其他物种家族基因生物信息学研究提供参考。