李 鹏 刘 彻 宋 皓 姚盼盼 苏沛霖 魏跃伟 杨永霞,* 李青常

烟草非特异性脂质转移蛋白基因家族的鉴定与分析

李 鹏1刘 彻1宋 皓1姚盼盼1苏沛霖1魏跃伟1杨永霞1,*李青常2,*

1河南农业大学烟草学院, 河南郑州 450002;2中国烟草总公司郑州烟草研究院, 河南郑州 450001

植物非特异性脂质转移蛋白(non-specific lipid transfer proteins, nsLTPs)可以在体外转移脂质, 调节植物的生长发育以及对环境非生物和生物胁迫作出反应等。本研究从烟草栽培品种K326 (L.)基因组中鉴定出74个nsLTPs基因, 对其系统发育关系、基因结构、保守基序、染色体定位、基因重复、启动子顺式作用元件、3D结构和激素与非生物胁迫处理下的表达模式进行了分析。结果表明, 根据8个半胱氨酸之间的间隔和序列相似性将其分为I、II、III、IV、V、VII、VIII和XIII八种类型, 相同类型的具有相似的内含子-外显子基因结构和保守基序模式, motif 2和motif 3是NtLTPs基因家族的特征基序。在进化过程中, 片段重复是NtLTPs基因家族扩展的主要原因, 干旱处理后的RNA-seq分析发现, 在进化过程中, 不同基因重复事件发生后功能分化模式存在差异。启动子分析表明, 它们含有多种光反应、激素和非生物胁迫响应顺式作用元件。进一步采用qRT-PCR分析发现, NtLTPs家族基因在烟草植株的不同组织和器官中具有不同的表达模式, 可以响应干旱、盐等非生物胁迫以及IAA、GA、SA等激素处理。研究结果为深入分析NtLTPs家族基因的功能提供了理论参考, 并为进一步的分子育种提供了理论基础。

烟草; nsLTPs; 基因家族; 生物信息学; 基因表达

非特异性脂质转移蛋白(nsLTPs)是一类小的、碱性蛋白质, 分子量约为6.5 kD至10.5 kD, 在高等植物中含量丰富, 占总可溶性蛋白的4%左右[1]。……