农业生物技术学报

作者：杜晓芬, 沈蒙蒙, 王智兰, 韩康妮, 李颜方, 成锴, 李禹欣, 连世超, 王军

单位：1 山西农业大学 谷子研究所/山西省后稷实验室,长治 046011; 2 山西农业大学 农学院,太谷 030801

关键词：谷子,光敏色素,光质,光周期,逆境胁迫,表达分析,

基金：国家自然科学基金(32001609); 山西省中央引导地方科技发展资金(YDZJSX2022A043); 山西省基础研究计划(202203021212462; 202203021212453)

光敏色素是一类红光/远红光受体,调控植物种子萌发、株高、开花和避荫性。为探究谷子(Setaria italica)光敏色素A (phytochromes A, PHYA)和光敏色素B (PHYB)基因对光质、光周期和非生物胁迫的响应模式,本研究采用RT-PCR克隆得到SiPHYA (Seita.9G113600)和SiPHYB (Seita.9G427800)的cDNA序列,SiPHYA编码区长度为3 396 bp,编码1 131个氨基酸;SiPHYB编码区长度为3 507 bp,编码1 169个氨基酸。利用MEGA-X软件构建多物种进化树,谷子SiPHYA和SiPHYB分别与玉米(Zea mays) ZmPHYA和ZmPHYB亲缘关系最近。通过在线网站植物转录调控图谱(plant transcriptional regulatory map, PlantRegMap, http://plantregmap.gao-lab.org/index.php)预测SiPHYA和SiPHYB启动子区结合转录因子情况,结果显示,29个家族共计109个转录因子可结合到SiPHYA启动子区,27个家族共计93个转录因子可结合到SiPHYB启动子区。最后利用qRT-PCR研究其在谷子不同组织器官及不同光质、光周期和逆境处理下的表达模式。结果表明,SiPHYA和SiPHYB在谷子的根、茎、叶和幼穗中均有表达,且都在旗叶中表达量最高;不同光质处理下,SiPHYA和SiPHYB在'衡谷12号'和'长农35号'中响应模式有所不同。其中,'衡谷12号'中SiPHYA在黑暗下表达量最高,而'长农35号'中SiPHYA在远红光下表达量最高,SiPHYB在'衡谷12号'和'长农35号'中均表现为白光下表达量最高,红光下表达量最低;长日照条件下,SiPHYA在'衡谷12号'和'长农35号'中均表现出相似的昼夜节律变化,SiPHYB在'长农35号'中表现出昼夜节律变化,但在'衡谷12号'中无昼夜节律变化;短日照条件下,SiPHYA和SiPHYB在'衡谷12号'和'长农35号'中均无昼夜节律变化;SiPHYA和SiPHYB对高盐、高热、低温和干旱均有响应,但响应模式有所不同。本研究为深入挖掘SiPHYA和SiPHYB在谷子生长发育和非生物胁迫中的功能机制提供线索,并为其在谷子分子遗传改良中的应用提供依据。

来源：2024年第5期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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