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马铃薯StIgt基因家族的鉴定及其对干旱胁迫的响应分析

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干旱胁迫是影响马铃薯产量和品质的主要非生物胁迫因素之一.马铃薯在抵御干旱胁迫的过程中,根系的生长发育和构型分布发挥着重要作用.Igt基因家族是普遍存在于植物中的一类功能基因,在调控植物根系构型和提高植株抗逆性等方面效果显著.本研究以马铃薯双单倍体'DM-v4.03'高质量基因组为参考,在全基因组范围内分析鉴定了StIgt基因家族的成员,并采用多种生物信息学软件对其进行了系统进化树构建、染色体定位、保守蛋白结构域、基因结构和顺式元件预测.同时,利用本课题组前期对马铃薯四倍体品系在不同干旱条件下的转录组测序结果,分析了StIgts响应干旱胁迫的表达谱.结果表明,在马铃薯中共鉴定获得10个StIgt家族成员,其中StIgt1由本课题组前期克隆获得.除StIgt1位置信息不明外,其余基因不均匀地分布在1、2、5、7、10和11号染色体上.StIgt家族蛋白长度为110～283个氨基酸,分子量介于13.136～32.542 kD之间,预测等电点为3.82～9.86.系统进化树分析发现,该基因家族可分为3个亚族,亚族间的基因结构、蛋白保守域和顺式作用元件差别明显.干旱胁迫下的表达谱分析表明,StIgt6、StIgt7、StIgt9和StIgt10响应早期干旱胁迫,在干旱2 h时即迅速上调表达.这些结果为阐明StIgt基因家族的进化关系和进一步研究其成员的功能特性提供了理论基础.
Identification of StIgt gene family and expression profile analysis of response to drought stress in potato

秦天元、刘玉汇、孙超、毕真真、李安一、许德蓉、王一好、张俊莲、白江平

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甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省作物遗传改良与栽培种创新重点实验室,甘肃兰州 730070

甘肃农业大学农学院,甘肃兰州 730070

兰州大学草地农业科技学院/草地农业生态系统国家重点实验室,甘肃兰州 730020

全基因组 马铃薯 StIgt基因家族 干旱胁迫 表达谱分析

本研究由国家自然科学基金国家现代农业产业技术体系建设专项甘肃省马铃薯产业体系甘肃省创新能力提升项目甘肃省科技计划项目甘肃省科技计划项目甘肃农业大学国重实验室开放基金甘肃农业大学创新基金

31660432CARS-09-P14GARS-03-P12019B-07319ZD2WA002-0218JR3RA174GSCS-2017-9GAU-XKJS-2018-085

2021

10.3724/SP.J.1006.2021.04122

作物学报
中国作物学会　中国农业科学院作物科学研究所

作物学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.803
ISSN：0496-3490
年,卷(期)：2021.47(4)
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