贾小平 李剑峰 张 博 全建章 王永芳 赵 渊 张小梅 王振山 桑璐曼 董志平,*

谷子基因对光温、非生物胁迫的响应特点及其有利等位变异鉴定

贾小平1,*李剑峰1张 博1全建章2王永芳2赵 渊1张小梅1王振山1桑璐曼1董志平2,*

1河南科技大学农学院, 河南洛阳 471023;2河北省农林科学院谷子研究所/ 国家谷子改良中心, 河北石家庄 050035

从谷子品种延谷11号克隆生物钟基因, 通过生物信息学分析、组织特异性表达分析、4种不同光温组合条件的昼夜表达模式分析以及对NaCl、ABA、PEG、低温、Fe 5种非生物胁迫的响应特点分析, 揭示参与谷子光温互作调控以及应对非生物胁迫的作用机制; 并对160份谷子材料重测序检测基因的突变位点进行单倍型分析, 探究该基因对谷子主要农艺性状的影响。结果表明,基因蛋白质编码区(sequence coding for amino acids in protein, CDS)全长2247 bp, 编码748个氨基酸, 含有REC和CCT 2个结构域, 基于PRR37蛋白的系统进化分析发现, 谷子与糜子、高粱、玉米亲缘关系最近; 启动子预测分析发现,启动子区存在光、温、生长素、赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯、干旱和盐胁迫等多种应答元件。相对表达量从高到低依次为根、穗颈、穗、顶叶、次顶叶、茎秆; 4个光温组合条件均只在光照期出现1个表达峰, 无论高温(27℃)还是低温(22℃), 短日照相比长日照表达峰均要提前, 无论长日照还是短日照, 低温(22℃)相比高温(27℃)表达峰均要提前; NaCl、低温(15℃)胁迫能够抑制表达, PEG模拟干旱胁迫和Fe胁迫能够诱导基因表达,参与了ABA信号传导过程。位于CDS区的10个SNP将160份谷子材料分为19个单倍型, 其中3个单倍型(Hap_7、Hap_10、Hap_19)是改善穗部性状的有利单倍型。……