农业生物技术学报

作者：张小雪, 冀功海, 穆雨, 姜伟高, 刘清云, 王新发, 顿小玲, 任丽军

单位：1 中国农业科学院 油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室,武汉 430062; 2 浠水县农业技术推广中心,浠水 438200

关键词：甘蓝型油菜,APR基因家族,非生物胁迫,基因表达,

基金：国家自然科学基金(32001586); 中国农业科学院油料作物研究所基本科研业务费(1610172021002)

腺苷5'-磷酰硫酸还原酶(adenosine 5'-phosphosulfate reductase, APR)是植物硫酸盐同化途径中的关键酶,对硫酸盐代谢和硫循环至关重要。该蛋白包含2个保守结构域：PAPS_reductase和Thioredoxin,主要在质体中执行催化功能,对植物的生长发育和逆境应答有重要影响。为系统研究甘蓝型油菜(Brassica napus)中APR家族基因的结构与功能特征,本研究以拟南芥APR蛋白序列为模板,对甘蓝型油菜'中双11号'全基因组进行同源比对,共鉴定到10个APR家族基因,分布于9条染色体。进一步对该基因家族进行鉴定和分析,并初步探讨了甘蓝型油菜APR基因在非生物胁迫下的表达模式。结果显示,甘蓝型油菜APR蛋白的氨基酸序列长度为219~468 aa,相对分子质量范围为24.29~51.69 kD,等电点跨度为5.43~8.84;系统发育分析显示,甘蓝型油菜APR基因被分为3个亚族,各亚族成员具有相似的外显子-内含子结构;且APR蛋白均含有PAPS_reductase和Thioredoxin保守结构域;共线性分析表明,片段复制是甘蓝型油菜APR基因家族扩张的主要机制;表达模式分析显示,APR基因在不同发育时期的组织器官中具有时空表达特异性,在油菜的子叶、营养莲座叶和角果皮中表达量较高;对甘蓝型油菜APR家族的启动子顺式作用元件和非生物胁迫条件下的表达模式进行分析,结果表明,甘蓝型油菜APR家族成员启动子区域富集了与激素响应和逆境适应相关的顺式作用元件,且该家族基因表达受重金属镉、铅和缺硫胁迫所诱导。上述结果表明,甘蓝型油菜APR基因在响应重金属镉、铅胁迫中发挥着重要的作用,这为进一步深入解析甘蓝型油菜APR家族基因的分子功能提供了参考。

来源：2025年第1期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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