中国沙棘ACBPs基因家族成员鉴定及响应铅胁迫的表达分析

摘要

【目的】ACBPs（acyl-Co A-binding proteins）基因家族在植物的正常生长和发育、响应非生物胁迫以及生物膜修复等方面具有重要作用。旨在探究中国沙棘ACBPs基因家族成员在重金属铅胁迫下的基因表达量，为初步解析中国沙棘响应重金属铅胁迫的分子机制及利用基因工程手段培育重金属铅低积累性的新品种提供研究基础和分子靶标。【方法】通过生物信息学方法对中国沙棘ACBPs基因家族成员进行鉴定，并对其家族成员进行理化性质分析、多序列比对和系统进化分析、亚细胞定位和染色体定位分析、基因结构和Motif序列分析、顺式作用元件分析、蛋白互作网络和蛋白三维结构预测分析、物种内与物种间基因共线性分析以及对基因表达模式进行转录组分析和q RT-PCR验证。【结果】在中国沙棘全基因组中共鉴定出8个ACBPs基因，不均匀分布于7条染色体上。ACBPs家族成员可细分为4个组，同一组内的成员基因结构保守且蛋白基序差异较小。共线性分析表明，中国沙棘ACBPs基因家族与拟南芥ACBPs基因家族之间存在9条共线性，与翅果油树ACBPs基因家族之间存在17条共线性。转录组分析和q RT-PCR验证表明，中国沙棘ACBPs基因家族中大部分基因在铅浓度（w，后同）为1000 mg·kg^-1时，表达量急剧下降；在铅浓度为5000 mg·kg^-1时，表达量显著上升。【结论】在中国沙棘基因组中鉴定到8个ACBPs基因。Group1和Group3中的成员在基因结构、motif序列以及蛋白三维结构中均表现了一定的保守性；ACBPs基因家族成员的启动子区域含有多种顺式作用元件，能够响应植物激素的调控、影响分生组织的基因活性，以及响应胁迫应激。基因家族大部分成员在铅胁迫条件下的表达具有相似性，该基因家族通过调整基因的表达量响应不同浓度的重金属铅胁迫，从而减轻铅胁迫带来的伤害。

关键词

中国沙棘 / 生物信息学 / ACBPs基因家族 / 铅胁迫

基金资助

国家自然科学基金项目（32160386）; 青海省青藏高原特色生物资源研究重点实验室开放课题（2024-KF-04）