农业生物技术学报

作者：董雪, 赵敏, 李佳, 邱傅懿, 王燕, 赵建栋, 畅建武, 郝晓鹏

单位：1 山西农业大学 农业基因资源研究中心/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室,太原 030031; 2 山西农业大学 农学院,太原 030031

关键词：普通菜豆,IQ67结构域(IQD),系统进化分析,共线性分析,非生物胁迫,

基金：国家现代农业产业技术体系-食用豆(CARS-08); 国家重点研发计划(2021YFD1600601); 山西省后稷实验室自主立项课题(202304010930003); 山西农业大学生物育种工程(YZGC148)

IQ67结构域(IQ67 domain, IQD)基因编码一类含有IQ67保守结构域的钙调蛋白结合蛋白,在调控植物器官形态和响应逆境胁迫中发挥重要作用。本研究通过生物信息学分析在普通菜豆(Phaseolus vulgaris)基因组中鉴定出34个PvIQD基因,对其理化性质、基因复制、系统进化、基因结构和表达模式等进行相关分析。结果表明,PvIQD基因不均匀地分布在11条染色体上,存在2个片段重复基因对,没有串联重复基因对。Ka/Ks比值均小于1,表明PvIQD基因在进化中受到纯化选择。系统进化分析显示,PvIQD基因家族成员被分为4个亚家族(Ⅰ~Ⅳ),28个PvIQD基因与大豆(Glycine max)的GmIQD基因有一对二的聚类关系。基因结构分析显示,PvIQD基因包含2~6个外显子,大部分PvIQD蛋白序列含有motif1和motif7,同一亚家族具有相似的基因结构和保守基序,IQ基序中的Gln7、Arg11、Gly12、Leu14和Arg16是高度保守氨基酸。共线性分析发现,普通菜豆与双子叶植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和大豆比与单子叶植物水稻(Oryza sativa)和玉米(Zea mays)有更加密切的亲缘关系,与大豆的亲缘关系最为密切。RNA-seq数据分析显示,6个PvIQD基因在不同发育阶段的多个组织中均有高表达,组织特异表达基因PvIQD2和PvIQD19分别在绿色成熟豆荚和根瘤中表达量最高。qRT-PCR结果表明,8个PvIQD基因能够响应干旱和盐胁迫,表现出不同的表达调控模式。本研究为探索PvIQD基因抵御非生物胁迫的调控作用机制提供了参考。

来源：2024年第11期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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