糜子SBP基因家族鉴定及在籽粒稃壳色形成中的表达分析

摘要

【目的】了解糜子SBP基因家族及在其籽粒稃壳色形成中的表达特征。【方法】采用生物信息学方法，全基因组鉴定了含有SBP结构域的SBP基因家族成员，并进一步分析了其染色体分布、蛋白理化性质、系统进化关系、基因结构、保守结构域、启动子区域的顺式作用元件及在糜子白、黄、褐籽粒稃壳色形成中的表达特征。【结果】糜子含有38个SBP基因，不均匀的分布在18条染色体上，PmSBP蛋白的氨基酸序列长度为122-1 109 aa，等电点为5.49-10.32，家族成员含有1-11个外显子，亚细胞定位于细胞核、叶绿体中。糜子38个SBP基因的蛋白聚类分析显示，该蛋白家族可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ5个亚家族，亚家族Ⅲ成员具有相对复杂的结构。顺式作用元件分析显示，在糜子SBP家族基因存在共同的顺式作用元件，如光响应、激素响应、分生组织表达和调控种子特异性等。白、黄、褐色籽粒品种晋黍8号、陇糜12号和张778稃壳色形成期转录组及qRT-PCR分析显示，糜子SBP基因家族成员中PmSBP33、PmSBP8、PmSBP17、PmSBP37、PmSBP12、PmSBP14、PmSBP1、PmSBP7、PmSBP23和PmSBP16在3个品种籽粒中的表达量较高，且品种间表达量差异显著。通过与谷子、拟南芥和水稻同源基因比对，推测PmSBP1和PmSBP7与糜子籽粒发育相关。【结论】鉴定出38个糜子SBP基因家族成员，在糜子籽粒稃壳中的表达量差异明显，且PmSBP1和PmSBP7与糜子籽粒形态建成密切相关。

关键词

糜子 / SBP基因家族 / 转录因子 / 生物信息学分析 / 表达特征