西北农业学报2023,32(9):1365-1375ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinicadoi:10.7606/j.issn.1004-1389.2023.09.005https://doi.org/10.7606/j.issn.1004-1389.2023.09.005胡萝卜4CL基因家族的鉴定及分析收稿日期:2022-02-21修回日期:2022-03-25基金项目:河北省自然科学基金(C2020408006);国家重点研发计划(2019YFD1000305-09);河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018044)。第一作者:张新业,男,博士,讲师,主要从事植物分子育种研究。E-mail:zhigancao@126.com通信作者:周志国,男,博士,副教授,主要从事蔬菜作物分子育种研究。E-mail:zhiguo_zhou@163.com张新业1,2,3,李文静1,2,3,闫训友1,郑京1,朱姝1,王聪艳1,周志国1(1.廊坊师范学院生命科学学院,河北廊坊065000;2.河北省动物多样性重点实验室,河北廊坊065000;3.廊坊市细胞工程与应用研究重点实验室,河北廊坊065000)摘要旨在全基因组水平上鉴定胡萝卜4CL基因,揭示该基因家族成员的理化性质、系统进化、基因结构、组织表达模式及胁迫响应情况,为胡萝卜4CL的功能研究和利用奠定基础。基于AMP结合结构域(PF00501)的隐马尔可夫模型文件,利用HMMER软件对胡萝卜蛋白质数据库进行检索,获得胡萝卜4CL基因(命名为Dc4CL);利用ProtParam分析Dc4CL的理化性质;利用MEGA6对Dc4CL进行系统进化分析;使用GSDS2.0、MEME分析Dc4CL的基因及蛋白结构;利用荧光定量PCR技术对Dc4CL的组织表达模式及胁迫响应情况进行研究。结果表明,胡萝卜基因组中存在12个4CL基因,分别为Dc4CL1~Dc4CL12。Dc4CL基因开放阅读框(ORF)长度为1350~3363bp,编码蛋白质长度为449~1120aa,编码蛋白的分子质量和等电点分别为48.92~123.73ku和5.34~8.82。系统进化分析表明,Dc4CL与其他来自水稻、拟南芥、二穗短柄草、高粱、大白菜的4CL蛋白可分为两个类群。结构分析表明,Dc4CL基因外显子数目为4~11个,其蛋白序列中均含有BoxⅠ(SSGTTGLPKGV)和BoxⅡ(GEICIRG)两个保守序列。荧光定量PCR结果表明,Dc4CL3、Dc4CL12在胡萝卜叶片及肉质根中均有表达,而Dc4CL8主要在叶片中表达,盐胁迫和低温胁迫均使Dc4CL3、Dc4CL8、Dc4CL12的表达降低。总之,胡萝卜的12个Dc4CL基因在影响4CL蛋白功能的关键位点处具有保守性,而在其他位置上存在一定的差异,且部分成员在逆境胁迫应答过程中可能发挥了一定的作用。关键词胡萝卜(Daucuscarota);4-香豆酰CoA连接酶(4CL);基因家族;生物信息学分析;基因表达分析木质素是构成植物细胞壁的重要大分子,能够起到机械支撑、保证水分运...
