马铃薯YTH基因家族鉴定及其干旱胁迫响应表达模式分析

摘要

YTH蛋白是一类含有YTH结构域的蛋白质，能够特异性结合RNA,参与N⁶-甲基腺嘌呤（m⁶A）修饰，在生物逆境响应中发挥关键作用。本研究前期通过转录组测序发现5个响应干旱的YTH基因。为解析其干旱响应机制，以马铃薯品种‘费乌瑞它’为材料，利用HMMER模型鉴定出21个含YTH结构域的基因，结合生物信息学分析（染色体定位、基因结构、进化关系、顺式元件预测）与干旱表达验证，解析其特征及模式，并通过STRING构建PPI网络揭示功能关联。结果显示：这些YTH基因分布于5条染色体上，其中响应干旱胁迫的5个基因分别为StYTH1.1、StYTH1.3、StYTH1.4、StYTH1.5及StYTH2.1。此外，StYTH3.1和StYTH4.1存在结构和保守基序丢失现象。系统进化树及基因结构分析发现，马铃薯YTH家族划分为3个亚族；共线性分析结果表明基因复制事件推动了马铃薯YTH家族的进化。系统发育树显示，马铃薯YTH基因与番茄的亲缘关系更为接近。此外，在StYTH 1.1/1.2/1.3/1.4/1.5/3.1/6.1/6.2/8.1上均存在干旱诱导性的MYB结合位点以及多个与植物激素相关的功能元件。STRING数据库预测出StYTH蛋白的20个伙伴蛋白，与5个StYTH蛋白共同构成复杂的蛋白互作网络，其主要参与调控mRNA的剪切修饰、生物胁迫与非生物胁迫，调节脱落酸、水杨酸等信号通路。

关键词

马铃薯 / 干旱胁迫 / YTH基因家族 / 全基因组分析 / 表达模式 / m⁶A修饰