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        三淺裂野牽牛SnRK2 基因家族的鑒定和表達(dá)分析

        2024-01-01 00:00:00董靜靜劉心怡劉曉宇趙青松
        山西農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年4期

        摘要:蔗糖非酵解型蛋白激酶SnRK 可分為SnRK1、SnRK2 和SnRK3 共3 個亞族,其中,SnRK2 是一類僅存在于植物中的蛋白激酶,已在多種植物中得到了鑒定,其在植物生長發(fā)育、脅迫響應(yīng)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮了重要作用。為探究三淺裂野牽牛中SnRK2 基因家族的成員并推測其功能,利用擬南芥SnRK2 蛋白序列,通過生物信息學(xué)方法篩選并鑒定ItfSnRK2 基因家族成員,對各成員的特征進(jìn)行分析,采用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析ItfSnRK2 各成員在不同組織和非生物脅迫下的表達(dá)譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn),三淺裂野牽牛中共有7 個ItfSnRK2 基因,分別位于6 條不同的染色體上,依據(jù)染色體排列順序依次命名為ItfSnRK2.1~I(xiàn)tfSnRK2.7,它們均含有保守的激酶結(jié)構(gòu)域和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域。進(jìn)化樹分析結(jié)果顯示,ItfSnRK2 分為3 個亞家族?;蚪Y(jié)構(gòu)分析顯示,同一亞家族的成員具有相似的基因結(jié)構(gòu)和保守基序組成。表達(dá)譜分析則揭示了ItfSnRK2 基因具有組織表達(dá)的特異性,I tfSnRK2.2、ItfSnRK2.3、ItfSnRK2.4和ItfSnRK2.5 的表達(dá)受非生物脅迫誘導(dǎo),可能與抗性調(diào)節(jié)有關(guān),以上結(jié)果為進(jìn)一步了解SnRK2 基因在甘薯逆境脅迫響應(yīng)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的具體功能提供了重要線索,也為甘薯的抗逆性改良提供了潛在的基因資源。關(guān)鍵詞:三淺裂野牽牛;SnRK2 基因家族鑒定;生物信息學(xué)分析

        關(guān)鍵詞:三淺裂野牽牛;SnRK2 基因家族鑒定;生物信息學(xué)分析

        中圖分類號:Q78 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002?2481(2024)04?0042?09

        干旱、寒冷、鹽堿等環(huán)境脅迫會對植物的生長發(fā)育帶來嚴(yán)重影響[1],而可逆蛋白磷酸化是植物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的抵抗脅迫反應(yīng)的重要方式[2-3]。研究發(fā)現(xiàn),SnRK 是廣泛存在于植物中的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶[4-6],在植物脅迫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[6]?;谛蛄邢嗨菩浴⑻卣鹘Y(jié)構(gòu)域以及代謝作用,SnRK 被細(xì)分為3 個亞家族:SnRK1、SnRK2 和SnRK3[7]。與SnRK1 不同,SnRK2 和SnRK3 僅在植物中存在,其中,SnRK2 可將底物磷酸化,從而調(diào)節(jié)下游基因或轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),在鹽、干旱、低溫脅迫以及種子萌發(fā)、果實(shí)成熟等過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。自小麥中發(fā)現(xiàn)了第1 個SnRK2(PKABA1)基因以來[3],SnRK2 基因家族已在多個物種中進(jìn)行了鑒定和全面分析,包括擬南芥[7]、草莓[8]、土豆[9]、棉花[10]、煙草[11]、地錢[12]、甜瓜[13]等。FUJII 等[14]分離得到了SnRK2.2 單突變擬南芥以及SnRK2.2/SnRK2.3 雙突變的擬南芥,發(fā)現(xiàn)雙突變體試驗(yàn)株對脫落酸高度敏感,經(jīng)脫落酸處理后,雙突變體試驗(yàn)組表現(xiàn)出明顯的生長抑制。當(dāng)擬南芥暴露于鹽脅迫時,AtSnRK2.10 被誘導(dǎo)表達(dá),它通過維持有效的光合作用和防止氧化損傷提高植物的抗鹽性[15]。AtSnRK2.10 還可通過與WRKY 轉(zhuǎn)錄因子共同作用,參與調(diào)控非生物脅迫過程[16]。MAO 等[17]通過在擬南芥中過量表達(dá)小麥TaSnRK2.4 并獲得轉(zhuǎn)基因植株,轉(zhuǎn)基因植株在抗鹽、抗干旱以及抗凍害方面的表現(xiàn)均優(yōu)于對照組。枸橘PtrSnRK2.4 介導(dǎo)了PtrABF2 的磷酸化過程,并通過促進(jìn)腐胺合成,在植物抗旱性中發(fā)揮了積極作用[18]。在蘋果中,MdERDL6-1 可誘導(dǎo)MdSnRK2.3 的表達(dá),通過對MdAREB1.1/MdAREB1.2的磷酸化提高M(jìn)dTST1/MdTST2 的轉(zhuǎn)錄活性,共同調(diào)節(jié)果實(shí)中可溶性糖的積累[19]。

        甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam)又名紅薯、山芋,是旋花科的一種雙子葉植物,世界第七大糧食作物,被認(rèn)為是一種新型生物能源作物。干旱和鹽等脅迫限制了甘薯的產(chǎn)量,但其響應(yīng)非生物脅迫的機(jī)制尚不清楚。截至目前,甘薯SnRK 基因的研究報道較少,主要集中在SnRK1 在氮素吸收、碳同化和非生物脅迫響應(yīng)的研究[20-21]。甘薯是六倍體(2n=6x=90),由于甘薯復(fù)雜且高度雜合的遺傳背景,其農(nóng)藝性狀的改良受到限制[22],使得研究人員對甘薯農(nóng)藝性狀的研究存在較大困難。

        有研究表明,在番薯屬的700 個左右物種之中,二倍體三淺裂野牽牛(Ipomoea trifda,2N=2x=30)與甘薯的親緣關(guān)系最近。故本研究對三淺裂野牽牛SnRK2 基因家族進(jìn)行了全面探討,并分析了它們在不同組織中以及非生物脅迫下的表達(dá)譜,旨在為進(jìn)一步闡明甘薯抗逆性機(jī)理提供理論基礎(chǔ),同時也為甘薯抗性品種的選育提供遺傳基礎(chǔ)。

        1 材料和方法

        1.1 ItfSnRK2 基因家族的鑒定及其蛋白理化性質(zhì)分析

        I. trifida 基因組序列和注釋文件來自于密歇根州立大學(xué)建立的甘薯資源庫(Sweetpotato GenomicsResource,http://sweetpotato. plantbiology. msu.edu/)[23]。利用BioEdit 軟件,用擬南芥SnRK2 蛋白序列在三淺裂野牽牛SnRK2 蛋白數(shù)據(jù)中Blast,將E=0作為篩選標(biāo)準(zhǔn)[24],獲得候選序列。利用在線程序CD-Search (https://www. ncbi. nlm. nih. gov/Structure/cdd/wrpsb. cgi/)和Pfam (https://pfam. xfam.org/)驗(yàn)證各候選序列是否存在蛋白激酶作用結(jié)構(gòu)域[25]。在基因組序列數(shù)據(jù)中得到ItfSnRK2 各成員的序列信息,包括氨基酸序列、DNA 序列、CDS 序列,并基于gff 文件,利用TBtools 軟件提取ItfSnRK2基因啟動子序列,進(jìn)行后續(xù)的深入分析。使用Ex‐PASy Proteomics Server(https://web. expasy. org/protparam/)在線工具[26]對ItfSnRK2 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)進(jìn)行分析,包括氨基酸數(shù)、分子質(zhì)量(Molecularweight)和等電點(diǎn)(Isoelectric point,pI)等。

        1.2 氨基酸序列比對

        在Phytozome11.0 數(shù)據(jù)庫(http://phytozome.jgi. doe. gov/pz/portal. html#)中下載10 個擬南芥SnRK2 蛋白序列,采用DNAMAN 軟件對AtSnRK2和ItfSnRK2 蛋白序列的保守結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析。

        1.3 系統(tǒng)進(jìn)化分析

        在Genbank 數(shù)據(jù)庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)中分別下載10 個水稻OsSAPK、8 個馬鈴薯StSnRK2 和9 個辣椒CaSnRK2 蛋白序列[9,27-28]。利用MEGA 7.0 構(gòu)建三淺裂野牽牛、擬南芥、水稻、馬鈴薯、辣椒SnRK2 蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化樹,MEGA 提供ClustalW 和Muscle 共2 種多序列比對方法,選用ClustalW 方法,采用Neighbor Joining(鄰接法)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹,Bootstrap 重復(fù)值為1 000。

        1.4 染色體定位分析

        通過解析gff 文件,獲取ItfSnRK2 各成員在染色體上的相對位置信息。利用TBtools[29]軟件進(jìn)行可視化,并根據(jù)染色體定位結(jié)果對ItfSnRK2 基因家族成員進(jìn)行命名。

        1.5 基因結(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域分析

        使用TBtools 中的Amazing Optional GeneViewer 功能對基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。使用在線基序比對和搜索工具M(jìn)EME(https://meme-suite.org/meme/)分析ItfSnRK2 中的保守基序?;虻臄?shù)目設(shè)置為10,其他參數(shù)為系統(tǒng)默認(rèn)[23]。

        1.6 啟動子順式作用元件分析

        為了分析ItfSnRK2 啟動子的順式作用元件,利用TBtoolst 提取ItfSnRK2 基因起始密碼子(ATG)上游的2 000 bp 序列。在PlantCARE 數(shù)據(jù)庫(http://bioinforma-tics. psb. agent. be/webto-ols/plant-care/html/)預(yù)測順式作用元件。使用Microsoft Office Excel 2019 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,利用TBtools 進(jìn)行可視化。

        1.7 組織特異性表達(dá)分析和非生物脅迫下的表達(dá)分析

        在甘薯資源庫中下載不同組織(花的愈傷組織FC、莖的愈傷組織SC、花Flower、花苞Flower bud、葉leaf、根Root)、不同非生物脅迫(冷脅迫Cold、熱脅迫Heat、干旱脅迫Drought、鹽脅迫NaCl)和脫落酸激素處理的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),采用TBtools 對7 個ItfSnRK2 基因以FPKM 取Log2值并繪制熱圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 ItfSnRK2 基因家族的染色體定位與編碼蛋白的理化性質(zhì)分析

        使用擬南芥SnRK2 基因家族的蛋白序列在三淺裂野牽牛數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行BLASTP 比對,共鑒定到7 個ItfSnRK2 家族成員?;谌旧w定位分析的結(jié)果,將它們依次命名為ItfSnRK2.1~I(xiàn)tfSnRK2.7[30],7 個ItfSnRK2 基因位于在三淺裂野牽牛的6 條染色體上,其中第1、5、9、12、13 號染色體上均包含1 個ItSnRK2 基因,第10 號染色體上分布2 個ItSnRK2基因(圖1)。

        由理化性質(zhì)分析結(jié)果可知(表1),ItfSnRK2 各成員的氨基酸數(shù)目介于337~364 個,分子質(zhì)量介于38 414.93~41 993.41 u,均為酸性、親水性蛋白(pIlt;7.0,脂溶指數(shù)lt;100)。此外,ItfSnRK2.2、Itf‐SnRK2.3、ItfSnRK2.4、ItfSnRK2.6 為不穩(wěn)定蛋白;而ItfSnRK.1、ItfSnRK.5、ItfSnRK.7 為穩(wěn)定蛋白。

        2.2 ItfSnRK2 氨基酸序列比對

        使用DNAMAN 進(jìn)行多序列比對,結(jié)果顯示(圖2),ItfSnRK2 各成員與擬南芥AtSnRK2 的氨基酸序列呈現(xiàn)出較高的相似性,說明ItfSnRK2 的序列具有高度的保守性。由圖2 可知,SnRK2 的蛋白序列具備典型的保守特征結(jié)構(gòu)域,包括N 端的激酶結(jié)構(gòu)域和C 端的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域;N 端的激酶結(jié)構(gòu)域高度保守,包含ATP 結(jié)合結(jié)構(gòu)域(圖2 中用紅色框標(biāo)示)和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的活性位點(diǎn)(圖2 中用藍(lán)色框標(biāo)示);而C 端區(qū)域非常分散,包含了響應(yīng)非生物脅迫的結(jié)構(gòu)域(圖2 中用綠色框標(biāo)示)和ABA 誘導(dǎo)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域(圖2 中用黃色框標(biāo)示)。這些結(jié)構(gòu)域的存在為SnRK2 在生物學(xué)功能上的多樣性和復(fù)雜性提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

        2.3 系統(tǒng)進(jìn)化分析

        為了進(jìn)一步研究ItfSnRK2 蛋白和其他植物物種中蛋白質(zhì)之間的進(jìn)化關(guān)系,采用Neighbor Joining法(鄰接法)對三淺裂野牽牛ItfSnRK2 和擬南芥、水稻、馬鈴薯和辣椒SnRK2 蛋白構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹,結(jié)果如圖3 所示:參照Hrabak 等對擬南芥AtSnRK2的分類[4],圖中涉及到的SnRK2 序列可分為3 個亞族(I、II 和III)。其中,ItfSnRK2 蛋白在亞族I 有3 個成員,分別是ItfSnRK2.3、ItfSnRK2.4、ItfSnRK2.6;亞族II 中有2 個成員組成,分別是ItfSnRK2.1、ItfSnRK2.7;亞族III有2 個成員,分別是ItfSnRK2.2、ItfSnRK2.5。

        2.4 基因結(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域分析

        通過Tbtools 分析ItfSnRK2 的外顯子/內(nèi)含子結(jié)構(gòu),結(jié)果表明(圖4),三淺裂野牽牛SnRK2 成員均含有9 個外顯子;除ItfSnRK2.5 和ItfSnRK2.7 含有9 個內(nèi)含子外,其他的ItfSnRK2 成員都含有8 個內(nèi)含子。

        使用MEME 預(yù)測了SnRK2 蛋白的10 個保守基序。由圖4 可知,各亞族成員的保守基序組成相似;利用MEME 工具對ItfSnRK2 蛋白序列的保守基序進(jìn)行預(yù)測,結(jié)果顯示,各亞族成員的保守基序組成具有較高的相似性。7 個ItfSnRK2 成員均存在Motif 1~Motif 7,而值得注意的是,Group I 的3 個基因均含有Motif 8 和Motif 9;Group II 中親緣關(guān)系更近的2 個基因ItfSnRK2.2 和ItfSnRK2.5 在5 ′端含有Motif 10。

        2.5 順式作用元件分析

        為了更好地研究ItfSnRK2 基因的功能,利用PlantCARE 在線工具對ItfSnRK2 基因啟動子區(qū)域內(nèi)的順式作用元件進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示(圖5),三淺裂野牽牛SnRK2 基因家族存在不同種類的順式作用元件,主要包括16 種光響應(yīng)元件,8 種激素響應(yīng)元件和5 種應(yīng)激相關(guān)元件。

        激素響應(yīng)元件中,6 個ItfSnRK2 成員(除ItfS?nRK2.4 外)的啟動子上均含有多個脫落酸響應(yīng)元件(ABRE)。茉莉酸甲酯誘導(dǎo)響應(yīng)元件(TGACGMotif和CGTCA-Motif)在6 個ItfSnRK2 成員(除ItfSnRK2.6 外)的啟動子上都存在。5 個成員的啟動子上均含有水楊酸反應(yīng)元件(TCA-element)。另外,還鑒定到生長素響應(yīng)元件(TGA-element)、赤霉素響應(yīng)元件(TATC-box,P-box,GARE-Motif)。

        所有成員中均含有1 種或多種應(yīng)激相關(guān)元件,厭氧誘導(dǎo)響應(yīng)元件(ARE)數(shù)量相對較多,除ItfSnRK2.3 外的6 個成員均含有;其次,在各成員啟動子序列中還鑒定到缺氧誘導(dǎo)響應(yīng)元件(GCmotif)、干旱響應(yīng)元件(MBS)、低溫響應(yīng)元件(LTR)和壓力脅迫響應(yīng)元件(AT-rich element);另外,ItfSnRK2 所有成員中均含有1 種或多種光響應(yīng)元件。結(jié)果說明,I tfSnRK2 成員可能參與激素和應(yīng)激反應(yīng)的調(diào)控。

        2.6 ItSnRK2 家族基因的表達(dá)譜分析

        為研究三淺裂野牽牛SnRK2 家族基因在花的愈傷組織、莖的愈傷組織、花、花苞、葉、根中的表達(dá)譜,以FPKM 取Log2 值后作圖,結(jié)果如圖6-A所示,所有成員均在1 個或多個組織中表達(dá),其中,ItfSnRK2.2、I tfSnRK2.3、ItfSnRK2.4 在所有組織中表達(dá)量均較高,ItfSnRK2.7 在各組織中表達(dá)量均較低。

        如圖6-B 所示,ItfSnRK2.5 在各種脅迫下表達(dá)量均較高,I tfSnRK2.2 顯著地響應(yīng)了冷脅迫和ABA脅迫的誘導(dǎo);ItfSnRK2.1 和ItfSnRK2.7 在5 種脅迫處理下的表達(dá)量均呈現(xiàn)較低水平;ItfSnRK2.3 和ItfSnRK2.4 在除了冷脅迫之外的4 種脅迫處理下的表達(dá)量較高;而ItfSnRK2.6 在5 種脅迫處理下幾乎不表達(dá)。說明植物在處于非生物脅迫逆境時,部分ItfSnRK2 基因表達(dá)量提高,有利于植物響應(yīng)脅迫從而更好地適應(yīng)環(huán)境,但具體的調(diào)控機(jī)理目前尚未研究清楚。

        3 結(jié)論與討論

        3.1 ItfSnRK2 成員的鑒定以及序列特征分析

        目前,許多學(xué)者已經(jīng)在擬南芥[7]、甜瓜[13]、煙草[11]等多個物種中鑒定了SnRK2 基因家族,它們是植物中普遍存在的一種蛋白激酶,與植物的生長發(fā)育息息相關(guān)。本研究在三淺裂野牽牛的全基因組中鑒定到7 個SnRK2 成員。ItfSnRK2 基因家族成員編碼的氨基酸殘基數(shù)為334~364 個,蛋白的分子質(zhì)量在40 kD 左右,7 個ItfSnRK2 蛋白的等電點(diǎn)都小于7,都為酸性,且均為親水性蛋白,這一結(jié)果與甜菜(Beta vulgaris L.)SnRK2 基因家族的蛋白質(zhì)理化性質(zhì)的研究結(jié)果相似[25]。

        多序列比對結(jié)果表明,ItfSnRK2 的蛋白序列高度保守,且均具有典型的N 端激酶結(jié)構(gòu)域和C 端調(diào)控結(jié)構(gòu)域,包含ATP 結(jié)合結(jié)構(gòu)域、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的活性位點(diǎn)和ABA 誘導(dǎo)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域等,這一結(jié)果與在薄殼山核桃中的研究結(jié)果一致[31]。已有研究發(fā)現(xiàn),C 端的保守結(jié)構(gòu)域與ABA 信號感知有關(guān)[6]。

        ItfSnRK2 各成員的序列分析結(jié)果表明,同一亞族的ItfSnRK2 成員,其蛋白序列的保守基序相似,且基序位置及排列順序都十分相似。通常,相似的外顯子/內(nèi)含子和保守基序分布模式意味著它們具有相似的功能[32]。但在物種的進(jìn)化過程中,還會發(fā)生其他事件,如基因復(fù)制,可能會導(dǎo)致基因功能的分化[33]。Motif 8 和Motif 9 僅存在亞族Ⅰ的3 個成員中,而Motif 10 僅在亞族Ⅲ 的成員中出現(xiàn),這些獨(dú)特的保守基序可能與ItfSnRK2 的功能密切相關(guān)。因此,進(jìn)一步深入研究這些保守基序的具體作用與功能十分必要。

        3.2 ItfSnRK2 成員在植物非生物脅迫響應(yīng)中的潛在功能

        在辣椒中,啟動子上不同的順式作用元件可能會造成基因的不同表達(dá)模式[34]。在ItfSnRK2 各成員的啟動子上共鑒定到29 種不同的作用元件,主要包括16 種光響應(yīng)元件、8 種激素響應(yīng)元件和5 種應(yīng)激相關(guān)元件。不同的啟動子順式作用元件組成可能是各成員在轉(zhuǎn)錄水平上發(fā)揮不同功能的原因之一[35]。

        研究發(fā)現(xiàn),SnRK2 在生物和非生物脅迫下被激活[30]。第I 亞族的3 個成員中,I tfSnRK2.6 在莖和花苞中的表達(dá)量相對較高,但在葉和根中的表達(dá)量相對較低;而ItfSnRK2.3 和ItfSnRK2.4 在各組織中的表達(dá)量均相對較高。雖然ItfSnRK2.6 的啟動子上存在多個ABRE 元件,但其在脫落酸處理下并不表達(dá)或表達(dá)量較低,且在其他的幾種脅迫下表達(dá)量也均較低,可能與ItfSnRK2.6 的組織特異性表達(dá)有關(guān)。由非生物脅迫下的表達(dá)譜分析結(jié)果可知,ItfSnRK2.3、ItfSnRK2.4 在冷脅迫、熱脅迫、干旱脅迫和脫落酸處理下均有較高的表達(dá)量,它們的啟動子上均鑒定到多種激素和應(yīng)激響應(yīng)元件,如ABRE 和ARE 等。

        而第II 亞族(ItfSnRK2.1、I tfSnRK2.7)的2 個成員中,ItfSnRK2.1 在根和莖中的表達(dá)量相對高于葉,ItfSnRK2.7 在三淺裂野牽牛各組織中的表達(dá)量均較低,它們在各種脅迫處理下的表達(dá)量也都較低。ItfSnRK2.7 啟動子上應(yīng)激響應(yīng)類元件中只存在2 個厭氧誘導(dǎo)響應(yīng)元件,I tfSnRK2.1 存在5 個厭氧誘導(dǎo)響應(yīng)元件,1 個缺氧誘導(dǎo)響應(yīng)元件和1 個低溫脅迫元件。推測不同的順式作用元件與它們在非生物脅迫下的低表達(dá)情況有一定關(guān)系。

        第Ⅲ 亞族(ItfSnRK2.2、I tfSnRK2.5)成員在各組織以及各脅迫處理下均有較高的表達(dá)量。它們的啟動子上存在應(yīng)激響應(yīng)元件(MBS 和LRT 等)。因此,推測4 個成員(ItfSnRK2.2、ItfSnRK2.5、I tfS?nRK2.3 和ItfSnRK2.4)可能參與調(diào)控了非生物脅迫過程。

        根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系可知,ItfSnRK2.3/ItfSnRK2.4與StSnRK2.4、AtSnRK2.4 的進(jìn)化關(guān)系接近,結(jié)合已發(fā)現(xiàn)的過表達(dá)AtSnRK2.4 擬南芥在萌發(fā)期及萌發(fā)后,對鹽脅迫的耐受性得到了顯著提升[36];而StSnRK2.4 的表達(dá)量隨鹽脅迫處理時間延長呈現(xiàn)出先增后減的趨勢,且在處理2 h 時達(dá)到峰值[9]。且表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn),ItfSnRK2.3 和ItfSnRK2.4 響應(yīng)了鹽脅迫,推測ItfSnRK2.3 和ItfSnRK2.4 可能與I. tridifa的耐鹽性相關(guān)。此外,AtSnRK2.2/AtSnRK2.3/AtSnRK2.6 蛋白激酶可被滲透、鹽、冷和ABA 處理激活,過表達(dá)AtSnRK2.6 可提高轉(zhuǎn)基因擬南芥的種子產(chǎn)量[37];另外,AtSnRK2.6 在ABI5-FLC 推遲開花的機(jī)制中也發(fā)揮了重要作用[38]。因此,與AtSnRK2.2/AtSnRK2.3/AtSnRK2.6 進(jìn)化關(guān)系接近的ItfS?nRK2.2 和ItfSnRK2.5 可能在植物生長發(fā)育和脅迫響應(yīng)中也發(fā)揮了重要作用,值得深入研究。

        綜上,本研究在三淺裂野牽牛全基因組水平上分析了SnRK2 基因家族,共鑒定到7 個ItfSnRK2基因,分布在6 條不同的染色體上,被分為3 個亞族。ItfSnRK2 基因啟動子區(qū)含有光響應(yīng)、激素響應(yīng)和應(yīng)激相關(guān)元件,且數(shù)量不同。在7 個成員中,ItfSnRK2.2、ItfSnRK2.3、ItfSnRK2.4 和ItfSnRK2.5的表達(dá)受非生物脅迫誘導(dǎo),可能與抗性調(diào)節(jié)有關(guān),該結(jié)果為后續(xù)深入研究提供了依據(jù)和參考。

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