农业生物技术学报

作者：林蔚, 韦幂, 李跃森, 吴水金

单位：1 福建省农业科学院亚热带农业研究所, 漳州 363005; 2 漳州市农业科学研究所, 漳州 363005

关键词：香蕉,低温胁迫,MKK基因家族,表达水平,

基金：福建省公益类科研院所专项(2022R1030006;2023R1028002);福建省自然科学基金(2023J01374)

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases,MAPK)级联对植物的生长、发育和逆境反应至关重要,其中MAPK激酶(MAPKkinase,MKK)在级联中起着承上启下的作用。低温是影响香蕉(Musaspp.)产量的主要原因之一,为挖掘香蕉抗寒关键基因,本研究对香蕉MaMKK基因家族进行系统进化、基因结构、染色体定位及共线性分析,明确'香牙蕉'(MusaAAACavendish)和'粉蕉'(MusaABBPisangAwak)中MaMKK基因家族受低温诱导的表达情况,并对筛选出的候选基因进一步进行表达量和序列多重比对及启动子元件分析。结果表明,共鉴定出13个MaMKK基因家族成员,分为4个亚类。基因共线性分析表明,MaMKK基因家族成员间具有较强的连锁关系,且经过了纯化选择。7℃低温处理后,MaMKK2a、MaMKK2b和MaMKK5a的表达量在2个品种中均显著上升,且'粉蕉'中的上调幅度高于'香牙蕉',而MaMKK1、MaMKK2c、MaMKK3和MaMKK5d的表达量在2个品种中呈现负相关或不相关的关系。对这7个候选基因进一步分析发现,MaMKK2a、MaMKK2b和MaMKK5a在'香牙蕉'中响应低温的速度较'粉蕉'快,MaMKK1、MaMKK2c、MaMKK3和MaMKK5b在'香牙蕉'和'粉蕉'低温处理48h内的表达量变化差异显著。组织表达结果显示,7个候选基因在'香牙蕉'和'粉蕉'的组织分布差异很大。7个候选基因的功能结构域均含有MEKK和MAPK磷酸化作用靶点,且含有多个胁迫相关启动子顺式作用元件,其中MaMKK2a和MaMKK5a含有低温启动子顺式作用元件。综上表明,香蕉MaMKK基因响应低温胁迫,所筛选出的7个候选基因可能与'香牙蕉'和'粉蕉'抗寒性差异有关。本研究为香蕉抗寒品种选育提供理论依据。

来源：2025年第6期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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