空心莲子草SOD基因家族鉴定和表达模式分析

• 作者: 韩硕 韩晓文 胡义锋 陈中义 朱永兴 尹军良
• 来源期刊: 草业学报
• 关键词: 超氧化物歧化酶 空心莲子草 表达模式分析 除草剂
• 年，卷（期）: 2024,（1）
• 页码范围: 102-116
• 页数: 15页
• 语种: 中文

摘要

超氧化物歧化酶（SOD）是一类保守的抗氧化酶，在植物生长发育和胁迫应答响应过程中发挥重要作用。目前，尚缺乏对空心莲子草SOD家族成员的系统认识。本研究通过生物信息学对空心莲子草SOD基因家族进行了系统的鉴定及分析，并对其理化性质、保守基序、基因结构、系统发育进化关系、miRNA靶向关系和表达模式等进行了分析。结果表明，在空心莲子草中共鉴定到43个ApSOD，其中22个属于Cu/ZnSOD亚家族，21个属于Fe/MnSOD亚家族；蛋白质特征分析表明，36个ApSOD蛋白为亲水蛋白，37个ApSOD蛋白为稳定蛋白；亚细胞定位预测发现，大部分Cu/ZnSOD定位在叶绿体或细胞质，大多数Fe/MnSOD定位在线粒体。保守结构域分析发现，同亚家族中的成员具有相似的保守基序与基因结构。miRNA靶向关系预测发现，17个空心莲子草miRNA通过切割或翻译抑制作用靶向14个ApSODs。表达模式分析发现，ApSODs在不同环境条件和组织中表达水平相对稳定。利用RT-qPCR分析了6个ApSODs在除草剂处理下的表达模式，结果表明，在噁草酮和氯氟吡氧乙酸胁迫下，6个ApSODs在药后7 d内显著上调表达；在乙羧氟草醚胁迫下，4个ApSODs随着处理时间的延长表达量呈先上升后下降再回升的趋势；在草甘膦胁迫下，6个ApSODs在7 d时显著上调表达；在异丙隆胁迫下，4个ApSODs在1 d时均显著下调表达。说明在除草剂胁迫下ApSODs表现出不同的表达模式。本研究对空心莲子草ApSOD家族成员进行系统鉴定和特征分析，并初步揭示了6个基因在除草剂胁迫下的表达特征，为进一步研究ApSODs在响应除草剂胁迫中的生物学功能奠定了基础。