农业生物技术学报

作者：刘亚洁, 贾明轩, 周贺, 张璐, 刘畅, 司贺龙, 刘玉卫, 谷守芹, 巩校东, 董金皋

单位：河北农业大学 河北省植物生理与分子病理学重点实验室,保定 071000

关键词：玉米,类萌发素蛋白(GLPs),基因家族,系统进化,表达分析,

基金：国家自然科学基金(31701741; 31671983); 河北省自然科学基金(C2019204211); 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2018096); 现代农业产业技术体系专项(CARS-02); 河北农业大学中青年骨干教师境外研修计划

类萌发素蛋白(germin-like proteins, GLPs)是一类在植物中普遍存在的防御应答相关蛋白,在植物应答病原微生物侵染及非生物胁迫过程中发挥着重要作用。然而,该蛋白家族在玉米(Zea mays)全基因组中的鉴定及其能否响应玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的侵染过程尚未见报道。本研究利用生物信息学手段、在全基因组水平上对玉米GLPs家族基因(ZmGLPs)进行了鉴定,并对其序列特征、染色体定位、基因重复关系、保守基序和进化关系等进行了分析,同时利用转录组数据初步分析了其在响应玉米大斑病菌侵染过程中的表达水平变化。结果发现,玉米基因组中共包含57个GLPs家族基因,不同成员编码氨基酸数目为113~671个,差异较大;其中52个ZmGLPs不均匀分布于玉米的10条染色体上,其他5个ZmGLPs位于核外ctg150。根据系统发育分析可将ZmGLPs分为6类,其中clade1中不包含其他物种GLPs。基于本课题组前期获得的转录组数据分析发现,有43个ZmGLPs在大斑病菌侵染玉米过程中表达,根据基因在3个不同时间点(0, 24和72 h)的表达水平将其分为6类,其中表达水平出现显著差异的有27个。本研究不仅明确了玉米全基因组中ZmGLPs基因的数量、特征及其响应大斑病菌侵染的表达,也为深入揭示玉米抵御病原真菌侵染的分子机制提供了理论依据。

来源：2021年第10期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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