紫花苜蓿GLK基因家族鉴定及渗透胁迫下的表达分析

马超, 孙熙婧, 冯雅岚, 周爽, 琚吉浩, 吴毅, 王添宁, 郭彬彬, 张均

草业学报 ›› 2025, Vol. 34 ›› Issue (01) : 174-190.

紫花苜蓿GLK基因家族鉴定及渗透胁迫下的表达分析

  • 马超, 孙熙婧, 冯雅岚, 周爽, 琚吉浩, 吴毅, 王添宁, 郭彬彬, 张均
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摘要

GLK (Golden2-like或G2-like)属于GARP超家族,是植物生长发育过程中的重要转录因子,在调节植物叶绿体发育、叶绿素生物合成和非生物胁迫响应等方面发挥着重要作用。目前,GLK基因家族成员已在多个物种中被系统鉴定,但在四倍体紫花苜蓿全基因组水平上仍然知之甚少。利用生物信息学的方法,在“新疆大叶”紫花苜蓿基因组中鉴定到100个GLK基因(MsGLKs),并对其理化性质、染色体定位、系统进化关系、启动子顺式作用元件以及渗透胁迫和外源脱落酸(ABA)处理下的表达模式进行了分析。结果显示,100个MsGLK基因在32条染色体上不均匀分布,蛋白序列长度为201~860个氨基酸。根据系统发育分析结果,将MsGLK家族成员分为13个组。共线性分析表明,在紫花苜蓿基因组中共发现193个MsGLK基因重复事件,基因非同义替代数/同义替代数(Ka/Ks)分析显示,大部分重复基因对经历了纯化选择。MsGLK基因启动子的顺式作用元件广泛参与了植物生长发育、激素响应和胁迫反应。基因表达数据显示,12个基因的表达具有组织特异性,25个基因在所有组织中表达。RT-qPCR检测发现,MsGLK基因在干旱胁迫、盐胁迫和外源ABA处理下均有一定程度的响应。研究结果将为进一步探索MsGLK基因的功能和紫花苜蓿抗逆性遗传改良提供参考。

关键词

紫花苜蓿 / GLK基因 / 生物信息学 / 渗透胁迫 / 表达模式

中图分类号

S541.9

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马超, 孙熙婧, 冯雅岚, 周爽, 琚吉浩, 吴毅, 王添宁, 郭彬彬, 张均. 紫花苜蓿GLK基因家族鉴定及渗透胁迫下的表达分析. 草业学报. 2025, 34(01): 174-190

基金

国家自然科学基金(32372227); 河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2021GGJS050); 河南省自然科学基金(242300421319); 河南省科技研发计划联合基金项目(232103810021)资助

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