江慎秀, 尚海, 李涛, 王静雅, 庄婧怡, 刘文娟, 张琳, 刘美兰
2021, 22(2):521-531.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200806003
摘要:本研究利用油桐(Vernicia fordii)基因组数据鉴定出3个NPR1家族成员,并将其命名为VfNPR1、VfNPR3、VfNPR5。通过生物信息学分析方法,分析了其理化性质、亚细胞定位、染色体分布、保守结构域、基因结构及启动子顺势作用元件等,研究了大戟科5个物种及拟南芥NPR1家族成员的进化关系,并利用转录组测序技术探究了油桐NPR1家族成员在不同类型花、不同发育时期种子和根系尖孢镰孢菌胁迫响应过程中的表达模式。结果表明:油桐NPR1家族3个成员属于疏水性蛋白,VfNPR1/3/5分别在chr 8、chr 10、chr 4染色体上,VfNPR1定位在细胞核中,而VfNPR3/5定位在叶绿体中;大戟科5个物种中的NPR1家族成员可明显划分成亚类Ⅰ、亚类Ⅱ、亚类Ⅲ三个亚类,其中蓖麻、麻疯树、油桐出现明显的收缩;npr1-1 (His334Tyr)、npr1-2 (Cys150tyr)和nim1-2 (His300tyr) 等重要功能位点在大戟科5个物种中有较高的保守性;油桐NPR1家族3个成员在雌花、雄花、两性花中都显著差异表达,且都在雄花中表达量最高,在油桐种子不同发育时期,VfNPR1/5在早期(15 WAF和10 WAF)表达量较高,VfNPR3则在后期(30 WAF)表达量较高,在尖孢镰孢菌不同侵染时间的油桐幼苗根系中,NPR1家族3个成员表达被显著抑制,其中VfNRP3在侵染后期被完全抑制表达。由此表明,油桐NPR1家族3个成员可能参与了花果发育和根系系统获得性抗性信号途径,该研究为油桐丰产栽培提供了重要的科学依据,同时也为林木抗病改良提供重要的基因资源。
任陪娣, 谢碧玉, 陈翠, 贾彩红, 王静毅, 张建斌, 徐碧玉, 王卓, 金志强
2019, 20(6):1621-1629.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20190416002
摘要:以拟南芥 NPR1 基因家族成员蛋白序列为查询序列,在香蕉基因组数据库中鉴定香蕉 NPR1 基因家族成员,并对其进行生物信息学分析及在枯萎病菌侵染下的表达分析。共鉴定得到 15 个成员,将其命名为 MaNPR1-MaNPR15。理化性质、保守功能结构域、重要的氨基酸残基及 motif 分析结果与其他物种所报道的有较高的一致度。香蕉 NPR1 基因家族成员种内进化树、基因结构及结构域的分类情况呈现出高度一致,表明了香蕉 NPR1 基因家族成员间有着明确的分工。种间进化树显示香蕉的 NPR1 基因分为 3 个分组,每个分组都含有拟南芥 NPR1 成员。主栽品种巴西蕉(Musa acuminata L.AAA group ‘Brazilian’)易感香蕉枯萎病,从巴西蕉 CK 及巴西蕉受枯萎病侵染 2 天的根系转录组数据中综合表达量及表达趋势选定 8 个成员,并在巴西蕉与抗(耐)Foc TR4 品种 GCTCV-119 中验证其表达模式。基因 MaNPR4 及 MaNPR11 在抗感品种中表现出明显的差异表达,在抗病品种 GCTCV-119 中随着 Foc TR4 侵染时间延长表达量不断增加,而在感病品种巴西蕉中表达量呈下降趋势。表明 MaNPR4及 MaNPR11 参与香蕉抗枯萎病过程。本研究结果为进一步利用香蕉 NPR1 基因进行香蕉抗枯萎病遗传改良奠定基础。