编号 zgly0001656663

文献类型 期刊论文

文献题名 杨树BAG基因的鉴定及表达模式分析

作者 张扬  杜琳  唐贤丰  刘唤唤  周功克  柴国华 

作者单位 中国科学院青岛生物能源与过程研究所  中国科学院大学 

母体文献 林业科学 

年卷期 2019年01期

年份 2019 

分类号 S792.11 

关键词 杨树  BAG基因家族  基因表达  进化 

文摘内容 【目的】杨树是我国人工林的重要组成部分,也是公认的模式木本植物。植物BAG蛋白作为保守的分子伴侣,在生长发育和抗逆性中起到关键作用。研究杨树BAG蛋白家族的进化与表达模式,鉴定BAG基因的生物学功能对于林木遗传改良具有重要的指导意义?！痉椒ā恳阅饽辖?个BAG蛋白为诱饵,搜索毛果杨、水稻和小立碗藓在线数据库（https://phytozome.jgi.doe.gov）获得这3个物种同源的BAG蛋白。利用生物信息学构建毛果杨、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白的系统进化树,分析这些蛋白的生化特性及进化关系。结合杨树芯片（http://bar.utoronto.ca）数据,利用qRT-PCR检测杨树BAG基因的组织和逆境（旱和热胁迫）表达模式?！窘峁棵畎?4个BAG基因,按照国际命名法（以染色体位置进行排序）,将其命名为PtrBAG1—PtrBAG14。系统进化树表明杨树、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白相对保守,大体可以分为2个亚家族。第1个亚家族中,大部分BAG蛋白N端含有UBL结构域,可能作为分子桥梁参与降解某些蛋白;第2个亚家族的大部分BAG蛋白含有IQ结构域,意味着这些蛋白可能与Ca2+信号相关。杨树BAG基因在不同逆境处理（热胁迫和干旱胁迫）条件下有不同的表达模式。热处理诱导所有BAGs基因表达发生变化,其中BAG1、BAG4、BAG6、BAG7和BAG8表达被激活,而另9个BAG基因的表达被抑制;特别是,热诱导BAG4和BAG6表达上调超过90倍。干旱胁迫条件下,大部分BAG表达变化幅度很小。组织表达模式分析表明,大部分杨树BAG基因在根、叶、芽、小苗、雌花序、雄花序和木质部中表达量很低,只有BAG2和BAG12在木质部中大量表达。【结论】杨树BAG家族共有14个成员,大体分为2个亚家族,在进化上与本文选用的陆生植物拟南芥和水稻BAG蛋白有更高的相似性。杨树14个BAG基因可能都参与了热胁迫调控,但不同成员在抗热过程中起不同作用。相比而言,大部分杨树BAG基因可能并不参与抗旱。值得指出的是,杨树BAG4和BAG6可能在热胁迫中作用最明显,而BAG2和BAG12可能参与木材形成。