摘要
PYL(Pyrabactin resistance 1-like)蛋白作为脱落酸(abscisic acid,ABA)的直接受体,在植物的生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用.为探究草莓PYL家族的功能,本研究利用生物信息学方法,对森林草莓(Fragaria vesca)和凤梨草莓(F.ananassa)PYL基因家族成员进行鉴定,并采用qPCR对该基因在不同模拟逆境胁迫下的表达进行分析.结果表明,森林草莓中共含有16个FvPYL基因,分布于7条染色体上;凤梨草莓中共40个FaPYL基因,分布于18条染色体上;FaPYL基因家族的基因大小跨度较FvPYL基因大,但其蛋白结构相似,以α-螺旋和不规则卷曲为主;除了FvPYL15和FaPYL40蛋白外,其余均属于亲水性蛋白,且主要在叶绿体、细胞质及细胞核中表达.系统进化分析发现,FaPYL和FvPYL基因分布于5个亚家族中,存在于同一亚族的同一品种,其基因结构、基序位置基本相同;FvPYL基因中仅存在3对片段重复,而FaPYL基因中存在大量片段重复和个别串联重复;基因的选择压力分析发现,草莓PYL基因偏向于正选择效应.顺式作用元件分析发现,草莓PYL家族基因主要包含光响应元件、激素响应元件、胁迫响应元件及生长发育相关元件.qPCR分析表明,草莓PYL基因在不同激素、盐、PEG处理下相对表达量存在显著差异:除FvPYL8,其余FaPYL和FvPYL在ABA处理下均呈上调表达;在NaCl处理下,大部分FaPYL基因呈不同程度上调表达,其中FaPYL21和FaPYL40受200μmol/L NaCl的强烈诱导;FvPYL基因表达量总体上调,其中FvPYL11相对表达量达到对照的60倍;在PEG处理下,FvPYL基因整体呈正向调控,FvPYL1、FvPYL7上调趋势显著;FaPYL基因上调幅度差异较大,其中FaPYL2、FaPYL7相对表达量上调显著(P<0.05).综上所述,凤梨草莓PYL基因家族的基因大小差异较森林草莓的大,但其理化性质相似;FaPYL和FvPYL基因对ABA、NaCl和PEG处理均存在不同程度的响应.本研究为草莓PYL基因家族的功能挖掘及应用研究提供了理论依据.
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