农业生物技术学报

作者：洪家都, 倪晓祥, 俞键烽, 吴梦洁, 赵爽, 程龙军

单位：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

关键词：巨桉,SNAC基因家族,非生物逆境,表达,

基金：浙江省农业(林木)新品种选育重大科技专项基金(2021C02070-6)

巨桉(Eucalyptus grandis)是我国南方重要用材树种,但其抗逆性较差,限制了其栽培范围的扩大和栽培效益的提高。NAC类转录因子是植物特有的转录因子家族,广泛参与植物生长、发育、代谢和逆境响应,其中非生物逆境响应相关的NAC被称为SNAC (stress-related NAC)。本研究在巨桉全基因组范围鉴定的166个NAC和文献报道的74个SNAC的基础上,通过进化分析,筛选EgrSNAC家族成员,并分析其基因、蛋白序列结构、染色体定位、共线性关系、基因重复情况和启动子的顺式作用元件,以及不同组织中的表达模式,并对巨桉幼苗进行低温、干旱、高盐、脱落酸(abscisic acid, ABA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)处理,利用qPCR分析EgrSNAC基因在这些逆境处理下的表达。结果表明,巨桉中共有22个EgrSNAC基因,分别属于ATAF、NAP和AtNAC3亚家族。除EgrSNAC20外,这些基因编码的蛋白均包含典型的NAM结构域的5个子域,对应Motif1~Motif5。22个基因分布在9条染色体上,有4个共线性基因对以及由11个EgrSNAC基因组成的2个串联重复基因区段。启动子顺式作用元件分析显示,EgrSNAC启动子上分布有多种逆境响应元件。EgrSNAC中串联重复基因的组织特异性表达模式类似。4 ℃低温处理不同时间的qPCR分析表明,除EgrSNAC1、EgrSNAC3和EgrSNAC22外,其他19个EgrSNAC表达均受低温诱导;对干旱有响应的有19个EgrSNAC,除EgrSNAC2、EgrSNAC5、EgrSNAC14和EgrSNAC21表达被抑制外,其他均被干旱诱导;高盐处理下,有19个EgrSNAC表达发生变化,且仅EgrSNAC21被高盐抑制。另外响应ABA (100 μmol/L)处理的14个基因均被诱导;而MeJA (100 μmol/L)处理下表达有变化的基因有13个为诱导型,4个为抑制型。本研究结果揭示了不同EgrSNAC基因与低温、干旱、高盐和ABA、MeJA等非生物逆境因子之间的关系,为进一步研究巨桉EgrSNAC基因资源提供了参考。

来源：2024年第1期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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