小麦TaPOD家族的全基因组鉴定及表达分析 - 琚吉浩; 马超; 王添宁; 吴毅; 董钟; 方美娥; 陈钰姝; 张均; 付国占 (作物学报, 2024)
过氧化物酶(Peroxidase,POD)家族成员在调节植物生长发育和响应逆境胁迫中起重要作用.为系统探究小麦(Triticum aestivum L.)TaPOD基因家族的功能及其表达模式,本研究利用生物信息学的方法鉴定了小麦TaPOD基因家族成员,对其理化性质、启动子顺式作用元件、进化特征做了预测分析,并通过小麦转录组和实时荧光定量 PCR(Real Time Quantitative,RT-qPCR)分析了其在不同组织、外源激素及逆境胁迫下的表达模式.结果表明,目前基因组测序小麦中包含 659 个TaPOD基因家族成员,蛋白质序列长度在 206～518 个氨基酸之间;系统发育分析表明,小麦TaPOD家族成员分为Ⅰ～Ⅶ组且每组成员数量不等;序列比对显示小麦TaPOD家族成员具有 5 个保守基序,且基因结构等方面存在很大差异,预示着功能存在多样性;染色体定位发现其数量在小麦的 21 条染色体上分布不均匀,其中2B染色体上数量最多;通过种内共线性分析发现,小麦TaPOD基因共有396个重复事件,同源性较高且进化过程非常保守,主要通过片段复制和串联复制进行扩增,且 Ka/Ks比率显示仅有 4 对家族成员受到了正向的自然选择压力;顺式作用元件分析表明,上游 2 kb 区域中存在 23 种与生长发育和抗逆性相关的结合元件;基因表达模式分析显示,86.5%TaPOD基因在小麦根系中表达量较高;通过RT-Qpcr检测发现TaPOD基因表达量与激素诱导和非生物胁迫密切相关.上述结果为深入研究TaPOD基因在调控小麦生长发育与逆境胁迫中的功能提供初步的理论基础.