农业生物技术学报

作者：吴梦洁, 洪家都, 李芳燕, 周生财, 程龙军

单位：1 浙江农林大学 林业与生物技术学院/亚热带森林培育国家重点实验室,杭州 311300; 2 丽水职业技术学院,丽水 323000

关键词：闽楠,SPX基因家族,基因表达,缺磷,

基金：浙江省重点研发计划项目(2021C02054)

闽楠(Phoebe bournei)是我国特有的珍贵用材树种,在南方红壤土中造林易产生低磷胁迫,影响栽培效益。挖掘闽楠耐低磷重要基因资源,对利用分子辅助育种技术培育耐低磷闽楠品种具有重要意义。SPX基因家族成员与磷吸收和平衡相关,本研究在全基因组范围内对闽楠SPX基因家族成员进行筛选、鉴定,同时,利用qPCR技术分析了PbSPX基因在闽楠根、茎和叶中的组织表达情况,以及在缺磷处理10和60 d时,PbSPX基因在植株根和叶片中的表达模式。结果显示,20个PbSPX基因分布在闽楠的1到10号染色体,根据蛋白序列特征和进化关系分属4个亚家族,包括6个SPX亚家族成员,7个SPX-EXS亚家族成员,3个SPX-MFS亚家族成员和4个SPX-RING亚家族成员。启动子顺式作用元件分析表明,PbSPX基因启动子上含有P1BS、W-box和MBS等磷胁迫响应相关元件。组织特异性分析表明,PbSPX2、PbSPX-EXS1、PbSPX-RING2主要在根中表达,在叶中相对表达量较高的有12个PbSPX基因。在缺磷处理10和60 d的闽楠根中,除PbSPX6之外的其他5个SPX亚家族成员和PbSPX-MFS1都被缺磷显著诱导,与对照相比表达显著上调,而PbSPX-MFS2被显著抑制,表达显著下调。PbSPX-RING1和PbSPX-EXS1在缺磷10 d表达显著上调,PbSPX-RING3和PbSPX-EXS2在缺磷60 d表达显著上调。PbSPX-EXS6在缺磷10 d的根中表达显著下调,而在缺磷60 d时表达显著上调。叶片中PbSPX1~PbSPX5、PbSPX-EXS1及PbSPX-MFS1均在缺磷60 d时被诱导,与对照相比表达显著上调,而PbSPX-MFS2在缺磷60 d表达显著下调,与根中的表达趋势一致。作为磷转运体的亚家族成员PbSPX-EXS1、PbSPX-EXS2和PbSPX-EXS6在不同组织中对磷水平信号的响应不同。结果表明,闽楠SPX亚家族成员参与了磷胁迫响应,而且其表达受相应组织中磷水平的调控。本研究初步揭示了PbSPX基因家族成员与低磷胁迫响应的关系,为进一步研究其在低磷响应中的功能和机制提供了参考。

来源：2023年第9期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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