谷子SPX基因家族鉴定及响应低磷胁迫的表达模式分析

摘要

通过生物信息学方法对谷子SPX基因家族进行全基因组鉴定，结合实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术，系统分析该基因家族成员在谷子不同组织(根、茎、叶、穗)及低磷胁迫下的表达模式，以期为谷子SPX基因家族功能研究及遗传改良提供理论依据。结果表明：谷子SiSPX基因家族中共包含15个SPX成员(SiSPX1～SiSPX15),这些成员不均匀分布于6条染色体上，且存在基因片段复制现象；理化性质分析表明，其编码的氨基酸序列长度为252～849 aa,分子量为28.22～97.22 KDa,等电点介于5.24～9.84;系统发育分析显示，谷子SPX基因家族可分为4个亚族(SPX、SPX-EXS、SPX-MFS和SPX-RING),同一亚族成员具有相似的基因结构与保守基序；启动子顺式作用元件分析表明，所有SPX基因家族成员的启动子序列均含有与植物生长发育、激素响应、非生物胁迫响应相关的顺式元件。RT-qPCR结果显示，SiSPX基因表达具有明显的组织特异性，其成员在谷子不同组织中均有表达，其中SiSPX2/3/4/9/14/15在根中表达量较高，SiSPX5/7/8/10/13在茎中高表达，SiSPX1/6/11在叶中表达量较高。低磷胁迫下的分析结果表明，有13个基因的表达响应低磷胁迫，且在不同处理时期的表达模式存在差异，SiSPX9在处理12 h时表达水平最高，SiSPX6在72 h时表达水平最高，SiSPX10在4 h时表达水平最高，且均与正常供磷处理存在极显著差异。

关键词

谷子 / SPX基因家族 / 低磷胁迫 / 表达分析