OCS亮点文章|鉴定油菜APX基因家族及其在低温胁迫下的表达谱

文摘   科学   2024-02-05 17:00   湖北  

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2023第4期

近日,OCS第4期发表了山西农业大学棉花研究所甘蓝型油菜APX基因家族的全基因组鉴定及其在低温胁迫下的表达特征的研究文章,杜春芳研究员为通讯作者,助理研究员孙璇为第一作者。甘蓝型油菜L9具有较强的低温抗性,研究在基因组水平鉴定了甘蓝型油菜抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因家族特征,并通过甘蓝型油菜L9的转录组和蛋白组揭示其在低温胁迫下的表达谱。文章对APX家族的功能和作用提供了初步的理论依据和参考

研究背景


APX 能高效地清除植物中主要的非生物应激活性氧(ROS),在植物抗逆性中发挥着重要作用,但关于甘蓝型油菜中该基因家族的报道较少。本研究系统地对甘蓝型油菜APX基因家族进行了鉴定,并对其序列特征进行深入分析。最后通过其在甘蓝型油菜L9低温胁迫下转录组和蛋白质表达,研究APX基因家族对不同低温胁迫时期的响应

研究策略


通过BLAST比对已公开的拟南芥APX基因序列与甘蓝型油菜基因组,获得甘蓝型油菜基因家族。接着对APX基因家族序列的理化参数、外显子-内含子结构、启动子顺式作用元件、基因重复、共线性分析和系统发育树构建等进行了生物信息学分析。最后对APX基因家族在低温胁迫下转录组和蛋白组表达谱分析

研究结果


1. 甘蓝型油菜L9基因组中共有有18个包含3种不同保守结构域的APX基因。

2. 这些APX基因系统发育树上分为三支,其中11APX基因具有低温响应组分(LTR)。

3. APX2APX4APX12APX18在低温胁迫转录组中表达上调APX2APX4APX8APX12APX17APX18在蛋白组中有表达。


图1 甘蓝型油菜与白菜型油菜和甘蓝的APX家族的共线性分析

图2 APX基因家族上游顺式作用元件的预测

图3 APX基因家族的系统发育树、保守基序、结构域和外显子/内含子结构

图4 APX基因响应低温胁迫的表达模式分析(A 转录组表达热图;B 蛋白组表达)





作者介绍


通讯作者  杜春芳,女,农学博士,现为山西农业大学棉花研究所研究员,主要从事油菜遗传育种与推广工作。目前主持或参与多项省市级课题,以第一或通讯作者发表国内外论文30余篇,是山西农业大学硕士生导师,山西省学术技术带头人

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原文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2096242823000520

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