白木香ARF基因家族的鉴定及结香表达分析

• Published in: 广东农业科学 Vol. 51; no. 5; pp. 44 - 55
• Main Authors: 范思庆, 谢钊启, 杨佳欣, 郭敏, 程春松
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院庐山植物园,江西 九江 332900 01.05.2024
• Subjects: 基因家族; gene family; RNA-seq分析; 结香机制; Aquilaria sinensis; 白木香; aroma formation mechanism; RNA-seq analysis; AsARF; auxin response factor; 生长素响应因子
• ISSN: 1004-874X
• DOI: 10.16768/j.issn.1004-874X.2024.05.004

S792.99; [目的]生长素响应因子(Auxin response factor,ARF)是生长素信号转导中的重要转录因子,参与植物花果发育、器官形态形成、激素调节和应激反应等生理生化过程.旨在探究白木香[Aquilaria sinensis(Lour.)Gilg]ARF基因(AsARF)在结香过程中的生物学功能.[方法]利用生物信息学方法对AsARF进行全基因组鉴定和分析,通过转录组数据分析白木香受到机械损伤时ARF基因家族成员的表达模式.[结果]从全基因组水平鉴定了 21 个AsARF基因,生物信息学分析结果显示,21 个AsARF基因分为 5 个类群,同一类群的AsARF基因具有相似的基因结构和蛋白保守基序,而不同类群的AsARF基因在外显子和内含子的数量上存在显著差异.此外,顺式作用元件分析发现AsARF基因启动子区域含有大量与光、厌氧和赤霉素等响应元件有关的序列.基因复制和共线性分析结果表明,片段复制事件对于白木香ARF基因家族的进化和扩张起着重要作用.与水稻ARF基因相比,白木香和拟南芥的ARF基因更为密切相关.此外,转录组数据分析表明,白木香在受到机械损伤时,AsARF5、AsARF6、AsARF19、AsARF20 和AsARF21 的表达量明显下降.[结论]首次对白木香ARF基因家族进行全基因组鉴定,并对其理化性质、系统进化、基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件、基因复制和共线性等进行了详细分析.通过RNA-seq分析探索AsARF基因在白木香结香过程中的潜在机制,发现部分AsARF基因可能参与白木香结香的防御和生长的动态平衡过程,可为深入了解白木香结香机制提供重要理论依据.