陆地棉GhHOP基因家族鉴定及在种子萌发中的功能分析

摘要

热激蛋白组织蛋白(Hsp70/Hsp90 organizing protein,Hop)介导HSP70/HSP90相互作用并协助Hsp90参与有关信号转导蛋白的折叠、激活和运输,在植物应对生物及非生物胁迫反应中发挥重要作用。本研究以陆地棉“农大棉8号”基因组数据为参考,首次从陆地棉、海岛棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉中鉴定到12个HOP基因家族成员,运用生物信息学对HOP家族成员的染色体定位、基因结构、保守结构域和顺式元件进行了分析,并基于前期关于种子萌发性状的GWAS分析,从陆地棉鉴定并克隆得到GhHOP基因。结果显示,陆地棉和海岛棉中鉴定到4个成员,亚洲棉和雷蒙德氏棉中各2个成员,编码蛋白含有10个保守基序,保守性较强。GhHOP基因开放阅读框全长1737bp,编码578个氨基酸,蛋白分子量为64.99KD,理论等电点为6.16,属亲水性氨基酸;转录组数据的基因表达量热图显示,GhHOP基因主要在棉花种子中表达,且随着种子吸胀的过程其表达量逐渐降低;qRT-PCR分析表明,GhHOP基因在“新陆早28号”种子吸胀时期的表达量较高。进化关系分析表明,GhHOP氨基酸序列与同为锦葵科的海岛棉氨基酸序列相似性最高,其次是亚洲棉和雷蒙德氏棉。GhHOP基因过表达拟南芥的表型鉴定显示,转基因植株的萌发和幼苗生长速度比野生型慢。陆地棉GhHOP基因家族成员的鉴定及功能分析为今后深入解析GhHOP调控棉花种子萌发的分子机制提供重要参考。

关键词

陆地棉 / 热激蛋白组织蛋白 / 种子萌发 / 表达