主要禾本科作物ASR 基因家族全基因组鉴定及表达分析
2021-02-16孟亚轩孙颖琦赵心月王凤霞瓮巧云刘颖慧
孟亚轩,孙颖琦,赵心月,王凤霞,瓮巧云,刘颖慧
(河北北方学院 农林科技学院,河北 张家口 075000)
ASR(Abscisic acid-,stress-,ripening-induced protein)蛋白是植物特异的胁迫反应关键调控因子[1],在植物糖类代谢、果实成熟、激素响应等过程中发挥重要调控作用[2]。ASR 蛋白属固有无序蛋白质,具有高亲水性、热稳定性等特点[3],可作为保护蛋白维持细胞离子平衡,也可入核作为调控蛋白参与信号转导、激活下游基因表达[4]。研究表明,ASR基因可提高植物对逆境的耐受能力[5-9]。二穗短柄草(Brachypodium distachyon)BdASR1-1基因通过诱导非酶抗氧化剂的产生提高二穗短柄草的抗旱能力[6];海蓬子(Salicornia europaea)SbASR1-1基因可激活活性氧(ROS)清除相关基因表达,清除过量积累 的H2O2,抵 御 盐 胁 迫 伤 害[7];番 茄(Solanum lycopersicum)SlASR1 蛋白具有分子伴侣活性,能够防止冻融引起的蛋白质失活[8];玉米(Zea mays)ZmASR3基因通过调节抗氧化系统以及降低胞内离子外渗提高转基因拟南芥的干旱耐受性[9]。ASR 基因在果实发育过程中发挥重要作用,过量表达草莓(Fragaria ananassa)FaASR1基因可促进草莓花色苷积累,影响果实发育进程[10]。
随着基因组学的发展,利用分子生物学技术挖掘优质抗旱基因成为提高作物抗旱丰产能力的主要途径之一。谷子(Setaria italica)、水稻(Oryza sativa)、高粱(Sorghum bicolor)、玉米、小麦(Triticum aestivum)是我国主要禾本科粮食作物,具有资源广、产量高等特点,对其进行比较基因组学研究是禾本科粮食作物品质改良与分子育种的关键环节[11]。目前,关于ASR 基因家族全基因组鉴定的研究主要集中于二穗短柄草[6]、草莓[10]上,尚未见关于上述5种禾本科作物ASR基因家族成员全基因组鉴定和表达的对比研究。……
