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水稻B12D 基因家族鉴定与淹水胁迫下表达分析
- 张兆冉, 朱博艺, 高松, 李朝炜
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2024, 53(12):
31-42.
DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.12.004
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摘要
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计量指标
为更好地了解水稻B12D基因功能,对水稻B12D基因家族成员进行全基因组鉴定,并进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析B12D基因在淹水胁迫下水稻(日本晴)和旱稻(鲲旱1号)中的表达差异,最后通过Alphafold分析寻找B12D可能的互作蛋白质。结果表明,水稻基因组中共包含6个B12D基因,分布于3条染色体上;B12D蛋白氨基酸数目介于89~98 aa,等电点介于9.65~10.34,呈碱性。除OsB12D3定位于细胞膜外,其余5个B12D蛋白均定位于线粒体。B12D基因家族在拟南芥和水稻之间仅存在1对共线性基因,在水稻和玉米之间存在3对共线性基因;此外,OsB12D1基因与OsB12D2基因这对串联复制体与OsB12D3基因存在共线性关系。水稻B12D家族蛋白质序列同源性较高,保守性较强。水稻B12D基因家族成员启动子含有大量光响应元件、激素响应元件、胁迫响应元件和发育相关元件。6个B12D基因在不同组织的表达强度不同,OsB12D1、OsB12D2 基因主要在根中表达;OsB12D3基因主要在子房、胚和胚乳中表达;OsB12D4基因在大部分组织中均高表达;OsB12D5和OsB12D6基因均在雄蕊中有明显表达,其中OsB12D5基因表达水平较低,OsB12D6基因表达水平较高,且后者在其他组织中也有不同水平的表达。日本晴胚芽中OsB12D1和OsB12D2基因表达量均显著高于鲲旱1号,且淹水胁迫后OsB12D1和OsB12D2基因表达量升高幅度高于鲲旱1号,ATP含量下降幅度低于鲲旱1号。水稻B12D蛋白与血红素C和细胞色素C1存在互作。综上,水稻B12D基因家族在稻类生长发育、应对淹水胁迫等方面可能具有重要作用。