紫花苜蓿CNGC基因家族全基因组鉴定及干旱胁迫下的调控模式分析

摘要

环核苷酸门控通道蛋白（cyclic nucleotide-gated channel proteins, CNGC）在Ca²⁺信号转导过程中发挥着重要作用。利用生物信息学和分子生物学的研究方法对四倍体紫花苜蓿（Medicago sativa‘Xinjiangdaye’）CNGC基因家族成员进行全基因组鉴定和干旱胁迫下的调控模式分析。结果表明：新疆大叶苜蓿基因组中共包含67个MsCNGC基因，不均匀地分布在30条染色体上，分属5个亚家族，共包含20个Motif,其启动子区域存在多种响应逆境胁迫的作用元件。新疆大叶苜蓿叶片中共表达了28个MsCNGC基因，有26个在干旱胁迫下不均匀上调，其中MsCNGC59表达量最高且在干旱胁迫下上调倍数最大。MsCNGCs含有29～120个磷酸化位点，能被LRR蛋白激酶磷酸化，MsLRRs与MsCNGCs基因表达之间呈显著的正相关关系。此外，Ca²⁺信号转导相关基因MsCaM、MsCML和MsCDPK表达量在干旱胁迫下显著上调。综上，四倍体紫花苜蓿MsCNGCs对干旱胁迫的响应包括转录调控和蛋白质的磷酸化调控，在干旱胁迫下能通过参与Ca²⁺信号转导途径提高紫花苜蓿的抗旱性。

关键词

同源四倍体紫花苜蓿 / CNGC基因家族 / 蛋白质磷酸化 / 干旱胁迫 / 表达模式