农业生物技术学报

作者：施卫萍, 张欣, 赵媛, 刘敏, 代渴丽, 张艾英, 郭二虎, 史关燕, 郭杰

单位：1 山西农业大学 农学院/农业农村部有机旱作农业重点实验室(部省共建),晋中 030801; 2 山西农业大学 经济作物研究所,太原 030031; 3 山西农业大学 谷子研究所,长治 046011

关键词：谷子,KNOX (knotted1-like homeobox),基因家族,组织表达模式,

基金：国家自然科学基金(32201857); 山西省重点研发计划(2022ZDYF107); 山西省基础研究计划(20210302124019); 山西省现代农业产业技术体系建设专项(2023CYJSTX04); 山西省高等学校科技创新(2021L120); 山西农业大学科技创新基金(2020BQ60)

KNOX (knotted1-like homeobox, KNOX)是植物特有的一类具有同源异型结构域的转录因子,广泛参与植物的生长发育过程。为探究谷子(Setaria italica) KONXs基因的潜在功能,本研究采用生物信息学方法,在谷子全基因组水平对SiKNOX基因家族进行了鉴定和分析,并利用RT-qPCR检测其在不同组织中的表达量。结果显示,在谷子全基因组水平上一共鉴定到11个SiKNOXs基因,系统进化分析分为classⅠ和classⅡ两组,classⅠ包含5个SiKNOXs,classⅡ包含6个SiKNOXs。亚细胞定位预测发现所有SiKNOXs蛋白均定位在细胞核。染色体定位分析发现,11个SiKNOXs基因不均等地分布在谷子的7条染色体上。基因复制分析发现,有5个SiKNOXs基因组成了4个片段复制基因对。基因结构组成分析发现,所有的SiKNOXs由5~6个外显子组成;蛋白保守结构域分析结果显示,SiKNOXs的蛋白保守结构域由10个基序组成,其中motif 2、3、5、6分别构成了KNOX1、KNOX2、ELK、HD结构域。在SiKNOXs基因的启动子区域分布着许多与生物过程密切相关的顺式作用元件。SiKNOXs基因在谷子不同组织部位(包括根, 茎, 叶, 穗, 种子)均能检测到,且大部分SiKNOXs基因具有组织特异性表达特点。本研究为深入探讨KNOX基因家族调控谷子生长发育的功能提供了基础资料。

来源：2024年第8期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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