999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

紫花苜蓿R2R3-MYB亞家族鑒定與干旱脅迫下的表達分析

2023-01-01 00:00:00任明輝張雨蓬許濤朱慧森岑慧芳
草地學報 2023年4期

摘要:MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)家族是最大的轉錄因子家族之一,R2R3-MYB亞家族在植物脅迫響應、次級代謝、生長和發育等過程發揮重要作用。本研究利用紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Zhongmu No.1’)基因組和轉錄組數據,通過生物信息學方法鑒定了R2R3-MYB轉錄因子,并對其序列特征、系統進化、染色體分布、基因結構、順式作用元件及干旱脅迫下的表達模式進行分析。結果顯示,紫花苜蓿中有121個R2R3-MYB亞家族成員,各成員均具有兩個典型的MYB結構域,理化性質變化較大。系統進化分析將121個成員分為33個組,各成員無規律地定位在8條染色體上。基因結構和順式作用元件分析發現,同一分組具有相同或相似的外顯子數和順式作用元件。響應干旱脅迫表達模式分析和實時熒光定量PCR(qRT-PCR)結果表明干旱脅迫下MsMYB12,MsMYB45,MsMYB52,MsMYB73,MsMYB88,MsMYB124,MsMYB149,MsMYB189,MsMYB268基因的表達量顯著上調,可作為后期紫花苜蓿響應干旱脅迫機制研究的潛在靶點。

關鍵詞:紫花苜蓿;R2R3-MYB;生物信息學分析;干旱脅迫;表達模式

中圖分類號:S772.3+6文獻標識碼:A文章編號:1007-0435(2023)04-0972-12

Identification and Expression Analyses of R2R3-MYB Subfamily in

Alfalfa under Drought Stress

REN Ming-hui, ZHANG Yu-peng, XU Tao, ZHU Hui-sen CEN Hui-fang

(College of Grassland Science, Shanxi Agricultural University, Taigu, Shanxi Province 030801, China)

Abstract:The MYB (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog) family is one of the largest transcription factor families. The R2R3-MYB subfamily is widely involved in the stress response,secondary metabolism,growth and development of plant. In this study,R2R3-MYB transcription factors were identified in alfalfa. Their sequence characteristics,phylogenetic relationship,chromosome distributions,gene structures,cis-elements,and expression patterns under drought stress were analyzed by bioinformatic methods. The results showed that there were 121 members of the R2R3-MYB subfamily in Alfalfa. Each member had two typical MYB binding domains,the physical and chemical properties of which were yet different. These 121 members were divided into 33 groups by phylogenetic analysis,and each member was located irregularly on one of the 8 chromosomes. The analyses of gene structures and cis-elements showed that there were the same or similar numbers of exon and cis-elements within the same group. The expression levels of MsMYB12, MsMYB45,MsMYB52,MsMYB73,MsMYB88,MsMYB124,MsMYB149,MsMYB189, MsMYB268 genes were significantly up-regulated in response to drought stress. It provides potential targets for studying the mechanism of R2R3-MYB transcription factor genes in response to drought stress in alfalfa.

Key words:Alfalfa;R2R3-MYB;Bioinformatic analysis;Drought stress;Expression patterns

轉錄因子是真核生物進化過程中形成的一類特有的蛋白,能與基因啟動子區的特定位點結合,從而起到調控轉錄的作用[1]。轉錄因子以其靶向DNA結構域的相似性被劃分為不同家族[2]。MYB轉錄因子因具有保守的MYB結構域而得名,是植物中成員數量最多的轉錄因子家族之一[3]。MYB轉錄因子的N端高度保守,該區域包含1至4個相鄰的不完全重復序列,每個重復由約50個氨基酸殘基組成[4]。根據氨基酸序列中串聯重復的數目,MYB家族被分為4個主要的亞族:1R-MYB,R2R3-MYB,R1R2R3-MYB和4R-MYB[5]。植物中大多數MYB屬于R2R3-MYB類轉錄因子[6]。通常R2R3-MYB轉錄因子由兩種模式進化而來:一種通過R1R2R3-MYB結構域缺失一個重復產生;另外一種由1R-MYB結構域的復制產生[3,5]。R2R3-MYB亞家族在植物的逆境脅迫調節中發揮著重要的作用。近來有大量關于R2R3-MYB亞家族鑒定及參與植物非生物脅迫的報道。小麥(Triticum aestivum)、青錢柳(Cyclocarya paliurus)、煙草(Nicotiana tabacum)、菠蘿(Ananas comosus)的相關報道中分別鑒定出了393個、69個、174個、103個R2R3-MYB轉錄因子基因,其中部分基因已被證明參與了干旱、高溫、低溫及鹽脅迫等非生物脅迫的響應[7-10]。Zhang等基于垂絲海棠(Malus halliana)鐵缺乏轉錄組數據發現14個R2R3-MYB轉錄因子基因在缺鐵脅迫下差異表達,并證明MhR2R3-MYB4能夠提高擬南芥對缺鐵的耐受性[11]。

紫花苜蓿(Medicago sativa)因其營養品質高、產量高、適應性強等優點,是種植最廣泛的牧草之一,有“牧草之王”的美譽[12-13]。在中國,紫花苜蓿的種植區主要分布在西北、東北、華北等半干旱地區,干旱是限制其產量和地理分布的主要因素之一[14-15]。因此,提高紫花苜蓿的干旱適應性對我國北方畜牧業的發展具有重要意義。干旱導致植物代謝異常進而影響植株正常生長,而植物通過相關基因調控對干旱脅迫的感知、響應,以維持正常生長[16-17]。其中,R2R3-MYB亞家族基因在非生物脅迫響應中發揮著重要作用,是值得挖掘的一類調控干旱脅迫的基因[18]。本文利用生物信息學方法對紫花苜蓿R2R3-MYB亞家族進行了鑒定,對R2R3-MYB轉錄因子的序列特征、系統進化、基因染色體分布、基因結構及順式作用元件進行了系統的分析。此外,通過對紫花苜蓿響應干旱脅迫的轉錄組數據分析及qRT-PCR驗證確定9個R2R3-MYB家族成員是潛在的干旱脅迫抗性基因。本研究為探討紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子的基因功能提供了基礎,也為后續紫花苜蓿耐旱品種改良提供靶點。

1材料與方法

1.1MYB轉錄因子的鑒定

利用紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Zhongmu No.1’)基因組數據(https://figshare.com/articles/dataset/Medicago_sativa_genome_and_annotation_files/12623960)和MYB保守結構域的隱馬爾可夫模型文件(PF00249),用HMMER3.0搜索含有MYB結構域的蛋白序列,E-value值設為0.001。把搜索到的含MYB結構域的序列在保守結構域數據庫(Conserved domains database,CDD)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/bwrpsb/bwrpsb.cgi)中進行鑒定,剔除結構域不完整序列后,根據MYB結構域的數目最終篩選出R2R3-MYB轉錄因子。同時,我們從擬南芥(Arabidopsis thaliana)信息資源數據庫(The arabidopsis information resource,TAIR)(https://www.arabidopsis.org/)獲取擬南芥R2R3-MYB轉錄因子序列進行后續分析。

1.2序列特征分析

紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子氨基酸序列的大小,理論等電點和分子質量通過ExPasy網站(https://www.expasy.org/)進行預測。同時,通過WebLogo在線工具(http://weblogo.berkeley.edu/logo.cgi)繪制擬南芥和紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子R2和R3重復的序列標簽圖。

1.3紫花苜蓿R2R3-MYB基因染色體定位分析

從‘中苜1號’基因注釋文件中獲取組裝的染色體信息及MYB基因的染色體定位信息,根據MYB基因在染色體上的順序進行編號。利用MG2C(http://mg2c.iask.in/mg2c_v2.1/)在線工具,繪制R2R3-MYB基因的染色體定位圖[19]。

1.4紫花苜蓿R2R3-MYB亞家族系統進化分析

利用多序列比對工具Muscle對紫花苜蓿和擬南芥R2R3-MYB轉錄因子進行多序列比對,參數采用系統默認參數。通過分子進化遺傳分析軟件MEGA7.0構建系統發生樹(采用鄰接法,泊松模型,系統參數設置為1000自舉值)[20]。根據擬南芥R2R3-MYB轉錄因子的分類情況對紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子進行分組[5]。

1.5紫花苜蓿R2R3-MYB基因結構預測和順式作用元件分析

從‘中苜1號’基因注釋文件中獲取R2R3-MYB基因的內含子和外顯子信息用于繪制基因結構圖;從‘中苜1號’基因組中提取R2R3-MYB基因起始密碼子上游1 000 bp的序列,并提交到PlantCARE進行順式作用元件的預測[21]。根據獲得的基因結構信息和順式作用元件預測信息,利用Tbtools繪制R2R3-MYB基因的順式作用元件和基因結構圖[22]。

1.6紫花苜蓿R2R3-MYB基因響應干旱脅迫的表達模式分析

從‘中苜1號’轉錄組(PRJNA450305)中獲取400 mmol·L-1甘露醇模擬干旱脅迫處理0 h,3 h,6 h,12 h,24 h的數據以及10 μmol·L-1響應干旱脅迫主要激素ABA處理1 h,3 h,12 h的數據作為表達模式分析的基礎數據[23-24]。之后,通過hisat2建立紫花苜蓿基因組的索引,并將轉錄組數據比對到紫花苜蓿基因組中,利用FeatureCounts進行計數,并計算TPM值,用log2(TPM+1)值繪制干旱脅迫下紫花苜蓿R2R3-MYB基因的表達模式圖。

1.7紫花苜蓿R2R3-MYB基因qRT-PCR分析

植物材料為‘中苜1號’紫花苜蓿,于2022年8月種植在蛭石∶沙=1∶1的基質中,置于人工氣候箱中,培養條件為晝/夜溫度25℃/20℃,濕度65%,光照/黑暗時間16 h/8 h。出苗后,每3 d用1/2 Hoagland營養液澆灌。待幼苗生長至4周齡,取出植株,于1/2 Hoagland中培養24 h后分別用含500 mmol·L-1甘露醇和80 μmol·L-1 ABA的1/2 Hoagland進行脅迫處理,采集甘露醇處理0,3 h,6 h,12 h和ABA處理0,1 h,3 h,12 h的葉片,用于qRT-PCR檢測。

總RNA提取采用快速通用植物RNA提取試劑盒3.0(北京華越洋生物科技有限公司),用NanoDrop 2000超微量分光光度計檢測總RNA濃度,利用PrimeScript RT reagent kit with gDNA eraser(Perfect Real Time)(RR047,TaKaRa,寶生物工程有限公司)將總RNA反轉錄為cDNA。利用Primer3進行引物設計,引物序列見表1,其中β-Actin為內參基因。qRT-PCR采用Bio-Rad CFX96系統,每個反應體系中含有cDNA模板1 μL、上下游引物各1 μL、TB Green Premix Ex Taq II (TaKaRa,寶生物工程有限公司)10 μL和無菌水7 μL。qRT-PCR反應循環條件為:95℃,30 s;95℃,10 s;60℃,30 s;72℃,10 s;40個循環。實驗設置3次重復,基因相對表達量使用FC=2-ΔΔCt方法計算。

1.8數據處理

實時熒光定量數據通過Excel 2019進行整理,SPSS 11.0軟件進行顯著性分析。

2結果與分析

2.1紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子鑒定

在紫花苜蓿基因組數據庫中共獲得277個MYB轉錄因子序列。根據上述MYB轉錄因子的分類方法,將紫花苜蓿MYB轉錄因子分為4類,分別為1R-MYB,R2R3-MYB,R1R2R3-MYB和4R-MYB,其中1R-MYB有148個,R2R3-MYB有121個,R1R2R3-MYB有7個,4R-MYB有1個。根據MYB基因在染色體的順序編號為MsMYB1~MsMYB274。此外,MsMYB275,MsMYB276,MsMYB277以所在contig的順序編號。表2為R2R3-MYB轉錄因子的基因ID、編號及理化性質。

2.2紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子序列特征分析

紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子的氨基酸長度、分子質量和等電點預測結果顯示,R2R3-MYB轉錄因子中分子量最小的是MsMYB74轉錄因子,由119個氨基酸殘基組成,分子量最大的MsMYB8轉錄因子,由1 771個氨基酸殘基組成,氨基酸殘基數200~500個的轉錄因子有94個,占R2R3-MYB轉錄因子總數的77.7%,R2R3-MYB轉錄因子分子質量分布范圍為1 388.94~1 196 154.61 Da;蛋白等電點(Isoelectric point,pI)最小的是MsMYB65轉錄因子(4.74),等電點最大的是MsMYB47轉錄因子(10.15),pIlt;6.5的酸性蛋白55個,占總數的45.5%,pIgt;7.5的堿性蛋白51個,占總數的42.1%,中性蛋白15個,占總數的12.4%,表明紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子亞家族蛋白理化性質具有多樣性。

為了進一步探究R2R3-MYB轉錄因子的序列特征,我們繪制了R2和R3重復每個位點氨基酸出現的頻率圖。如圖1所示,紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子的R2和R3重復由約108個氨基酸殘基組成。同擬南芥相似,紫花苜蓿R2和R3重復中的第9,30,50,82,101位分布著高度保守的色氨酸殘基(W),R3重復的第63位色氨酸(W)常被苯丙氨酸(F)或異亮氨酸(I)取代,除高度保守的色氨酸殘基之外,R2和R3重復中分別含有高度保守的谷氨酸(E-12)~谷氨酸(E-13)~天冬氨酸(D-14)殘基和谷氨酸(E-66)~谷氨酸(E-67)~谷氨酸(E-68)殘基。紫花苜蓿R2和R3重復的一些位點與擬南芥存在一定的差異,如:R2重復的第2,19,22和40位,R3重復的第77,87和110位。

序列特征分析表明紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子的R2,R3重復保守性較高(圖1),但蛋白質的理化特性具有較大的差異(表2)。因此,有必要進一步了解紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子的基因特征。

2.3紫花苜蓿R2R3-MYB亞家族系統進化分析

對紫花苜蓿和擬南芥R2R3-MYB轉錄因子構建系統進化樹,根據已報道的擬南芥R2R3-MYB轉錄因子分組情況,將紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子分為20個組[5],其中未有文獻報道的分組編號為M1—M13(圖2)。從紫花苜蓿與擬南芥R2R3-MYB轉錄因子進化樹中發現,擬南芥S15,S16,S24組沒有紫花苜蓿序列,紫花苜蓿M1,M2,M11,M13分組中沒有擬南芥序列,表明R2R3-MYB亞家族在植物進化中的多樣性。聚集在同一分組的成員序列保守性較高,其基因功能也可能具有一定的相似性,在擬南芥中S1,S2,S11,S18,S20,S22分組與非生物脅迫有關,MsMYB181基因處于S1分組,MsMYB12基因處于S2分組,MsMYB71,MsMYB132,MsMYB48基因處于S11分組,MsMYB30,MsMYB31,MsMYB246,MsMYB81,MsMYB1,MsMYB67,MsMYB271,MsMYB176,MsMYB20基因處于S18分組,MsMYB268,MsMYB52,MsMYB36,MsMYB44基因處于S20分組,MsMYB144基因處于S22分組中,這些基因可能參與紫花苜蓿非生物脅迫調控。

2.4紫花苜蓿R2R3-MYB基因染色體定位

根據Shen等對‘中苜1號’基因組的注釋信息[12],對編碼R2R3-MYB轉錄因子的基因進行染色體定位分析,結果顯示,119個成員定位到8條染色體上,2個成員定位到未完全組裝的contig上;其中1號染色體上R2R3-MYB轉錄因子基因最多,有21個成員,占R2R3-MYB基因總數的17.4%;其次是7號染色體,有20個R2R3-MYB基因;6號染色體含有R2R3-MYB基因數目最少,僅為10個成員。染色體長度和含有的R2R3-MYB基因數量沒有明顯的相關性,但在Chr1,Chr5,Chr7和Chr8上分布密集,推斷與R2R3-MYB轉錄因子基因的串聯復制有關。

2.5紫花苜蓿R2R3-MYB基因結構分析及順式作用元件預測

為了分析紫花苜蓿R2R3-MYB亞家族的基因結構特征,繪制了基因結構圖(圖4)。121個R2R3-MYB基因包含不同數目的外顯子,從1到22個不等,多數R2R3-MYB基因含3個外顯子。結合進化樹分組發現,聚集在同一分組的R2R3-MYB基因有相同或接近數目的外顯子,同一分組的基因結構具有一定的相似性,提示這些基因可能具有相似的功能。

為了進一步分析紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子的功能,對R2R3-MYB轉錄因子基因上游1 000 bp區域進行了順式作用元件檢測,以推測紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子基因的功能。兩類順式作用元件被檢測到,一類與生長發育有關,一類與脅迫響應有關(圖4)。與生長發育有關的順式作用元件包括:MYB結合位點(MYB),光響應元件(Box-4,G-box,GT1-motif,Sp),MYBHv1結合位點(CCAAT-box),分生組織活性位點(O2-site),分生表達元件(CAT-box)。與脅迫有關的順式作用元件有:厭氧響應元件(ARE),茉莉酸甲酯響應元件(TGACG-motif和CGTCA-motif),ABA響應元件(ABRE),干旱脅迫響應元件(MBS)。結合進化樹分組發現,聚集在同一分組的R2R3-MYB基因上游含有相同或相似的與生長發育和非生物脅迫相關的順式作用元件,推測R2R3-MYB基因能夠參與非生物脅迫調控,且在不同生長發育時期發揮作用。

2.6紫花苜蓿R2R3-MYB基因干旱脅迫下的表達模式分析

基因表達模式分析可以為基因功能研究提供重要依據,為了獲取干旱脅迫下紫花苜蓿R2R3-MYB基因的表達模式,根據甘露醇模擬干旱脅迫處理3 h(M1),6 h(M2),12 h(M3),24 h(M4)以及ABA處理1 h(ABA1),3 h(ABA2),12 h(ABA3)的轉錄組數據,以0 h(CK)處理為對照繪制了51個差異性表達R2R3-MYB基因的熱圖。根據聚類結果,將51個基因分為A—D四個組,與對照相比,D組R2R3-MYB基因表達在甘露醇和ABA處理下被不同程度地誘導;B組9個基因的表達在甘露醇和ABA處理下被誘導,1個基因的表達被抑制。51個差異性表達的R2R3-MYB基因中,MsMYB12,MsMYB45,MsMYB52,MsMYB73,MsMYB88,MsMYB124,MsMYB149,MsMYB189,MsMYB268基因在甘露醇和ABA處理下表達量均顯著上調;MsMYB32,MsMYB102,MsMYB272,MsMYB128,MsMYB97,MsMYB71基因隨甘露醇處理時長增加,表達量呈先升高后降低趨勢;MsMYB26,MsMYB118,MsMYB232基因在甘露醇處理下表達量下調(圖5)。

2.7紫花苜蓿R2R3-MYB基因qRT-PCR分析

根據圖5中的結果,為了進一步確認紫花苜蓿R2R3-MYB基因在干旱脅迫下的表達情況,選取9個紫花苜蓿R2R3-MYB基因進行qRT-PCR試驗驗證。結果顯示甘露醇和ABA處理對上述R2R3-MYB轉錄因子基因均有顯著調控作用。其中,甘露醇處理組均顯著上調,尤其是在12 h時間點,表達量變化最為明顯。而在ABA處理條件下,整體隨著ABA處理時長增加,表達量呈現出升高的趨勢,但是也存在一定的波動,如:MsMYB88基因的表達量先增加后降低,這可能是由于ABA作為干旱的重要信使在處理過程中對植株的調控網絡存在一定的擾動。我們的qRT-PCR結果與圖5中的結果存在一定差異,如MsMYB52,MsMYB124,MsMYB149在甘露醇處理3 h時間點的表達量沒有顯著變化,可能是轉錄組和qRT-PCR試驗的樣本來源與處理時間不同所導致的。

3討論

在植物中,MYB轉錄因子家族是最大的一類,可調控多種生物學過程和代謝通路。本文對紫花苜蓿MYB轉錄因子家族進行鑒定,并對篩選出的R2R3-MYB轉錄因子基因進行染色體定位、系統進化分析、基因結構預測、順式作用元件預測及干旱脅迫下的表達模式分析。共有277個MYB基因被鑒定到,包括121個R2R3-MYB基因,占總MYB基因的43%,此結果和Li等在馬鈴薯(Solanum tuberosum)中鑒定的有111個R2R3-MYB基因占總MYB基因的44%相似[25]。在擬南芥中有126個R2R3-MYB基因,占總MYB家族的64.29%[2],在辣椒(Capsicum annuum)中鑒定出108個R2R3-MYB基因,占總MYB基因的50%[26]。植物R2R3-MYB亞家族成員占MYB家族較大一部分比例,這可能是在進化過程中R2R3-MYB基因處于有利地位,發生了基因擴張所導致的[27]。

植物在適應環境的過程中,進化出了相應的性狀,調控這些性狀的基因各異。紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子各成員中,基因長度各異,編碼的蛋白理化性質差異性較大,但這些轉錄因子的特征性區域R2和R3重復序列高度保守,與毛果楊(Populus trichocarpa)、柑橘(Citrus sinensis)等的結果一致[28-29]。R2和R3重復通過結合基因上游啟動子區調控基因的轉錄而發揮功能,在不同植物中R2和R3重復序列高度保守,推斷R2R3-MYB轉錄因子的功能具有的相似性。

基因的系統進化關系是研究基因功能的重要參考,進化關系相近的基因功能具有相似性,擬南芥中S1,S2,S11,S18,S20,S22分組與非生物脅迫有關[5],推斷處于這些分組的紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子可能與干旱脅迫有關,但仍需后續進一步驗證。紫花苜蓿與擬南芥的R2R3-MYB轉錄因子大部分能聚于同一分組,表明R2R3-MYB轉錄因子在不同物種間具有保守性,但是并不是所有紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子都能與擬南芥聚在同一分組,可能這些轉錄因子基因是后期進化獲得的,或者進化過程中出現了基因丟失的情況[30]。

基因結構預測結果顯示聚集在同一分組的R2R3-MYB基因有相同或接近數目的外顯子數,與Wang等報道的結果一致[4],同一分組內基因的結構相似,基因的進化關系相近,那么可以推斷同一分組基因的功能相似。基因啟動子區域順式作用元件預測顯示,紫花苜蓿25.62%(31/121)的R2R3-MYB基因具有MBS順式作用元件,順式作用元件MBS是響應干旱脅迫的主要元件[31],說明這些R2R3-MYB基因可能與干旱脅迫有關;紫花苜蓿29.75%(36/121)的R2R3-MYB基因具有ABRE順式作用元件,ABRE是ABA響應的主要順式元件[32],有研究報道,ABA信號通路在MYB介導的植物耐旱性中起著重要作用[33],過表達TaMYB33可通過ABA介導的脅迫響應信號,提高擬南芥的耐旱、耐鹽能力[34],過表達擬南芥MYB37可以通過增強對ABA的敏感性,提高擬南芥干旱脅迫耐受性[35],初步判斷R2R3-MYB基因可以通過ABA途徑調控紫花苜蓿干旱脅迫耐受性。

基因表達模式的闡明可以為研究基因功能提供重要線索,R2R3-MYB基因在植物抵抗各種非生物脅迫中起著重要的調控作用[36]。紫花苜蓿中51個R2R3-MYB基因的表達受甘露醇、ABA處理影響,說明這些基因可能參與干旱脅迫調控。有研究報道,擬南芥AtMYB2能夠提高ABA敏感性,以誘導干旱脅迫相關基因表達,提高干旱脅迫耐受性,MsMYB52,MsMYB268和AtMYB2處于系統發育樹的S20分組,推斷MsMYB52和MsMYB268能在紫花苜蓿的干旱脅迫響應中發揮作用[37]。過表達AtMYB37能夠提高擬南芥對ABA的敏感性,以提高干旱脅迫耐受性,MsMYB73,MsMYB124和AtMYB37處于系統發育樹的S14分組,推斷MsMYB73和MsMYB124可以通過ABA途徑提高紫花苜蓿的干旱脅迫耐受性[35]。此外,基因啟動子區域順式作用元件預測結果顯示MsMYB45,MsMYB88,MsMYB124,MsMYB149,MsMYB189,MsMYB268啟動子區含有MBS或ABRE順式作用元件,推測這些基因可以參與紫花苜蓿干旱脅迫響應。qRT-PCR驗證結果證明了MsMYB12,Ms-MYB 45,MsMYB 52,MsMYB 73,MsMYB 88,Ms-MYB124,MsMYB149,MsMYB189,MsMYB268基因具有響應干旱脅迫的功能。

4結論

紫花苜蓿基因組中有121個R2R3-MYB亞家族成員,各成員均具有兩個典型的MYB結構域,理化性質有較大差異。R2R3-MYB轉錄因子基因可能在植物生長發育和逆境脅迫中發揮著重要作用,轉錄組數據及qRT-PCR結果表明在干旱脅迫下MsMYB12,MsMYB45,MsMYB52,MsMYB73,Ms-MYB88,MsMYB124,MsMYB149,MsMYB189,Ms-MYB268表達量顯著上調,為后期紫花苜蓿R2R3-MYB轉錄因子基因響應干旱脅迫的機制研究提供潛在靶點。

參考文獻

[1]PABO C O,SAUER R T. Transcription Factors:Structural Families and Principles of DNA Recognition[J]. Annual Review of Biochemistry,1992,61(1):1053-1095

[2]STRACKE R,WERBER M,WEISSHAAR B. The R2R3-MYB Gene Family in Arabidopsis thaliana[J]. Current Opinion in Plant Biology,2001,4(5):447-456

[3]AMBAWAT S,SHARMA P,YADAV N R,et al. MYB Transcription Factor Genes as Regulators for Plant Responses:an Overview[J]. Physiology and Molecular Biology of Plants,2013,19(3):307-321

[4]WANG Y J,ZHANG Y,FAN C J,et al. Genome-Wide Analysis of MYB Transcription Factors and Their Responses to Salt Stress in Casuarina equisetifolia[J]. BMC Plant Biology,2021,21(1):1-17

[5]DUBOWS C,STRACKE R,GROTEWOLD E,et al. MYB Transcription Factors in Arabidopsis[J]. Trends in Plant Science,2010,15(10):573-581

[6]李春艷,王曦,周勝花,等. 白羊草R2R3-MYB轉錄因子的挖掘及對干旱脅迫反應的研究[J]. 草地學報,2020,28(6):1784-1790

[7]WEI Q H,CHEN R,WEI X,et al. Genome-Wide Identification of R2R3-MYB Family in Wheat and Functional Characteristics of the Abiotic Stress Responsive Gene TaMYB344[J]. BMC Genomics,2020,21(1):1-16

[8]ZHANG Z J,ZHANG L,LIU Y,et al. Identification and Expression Analysis of R2R3-MYB Family Genes Associated with Salt Tolerance in Cyclocarya paliurus[J]. International Journal of Molecular Sciences,2022,23(7):1-18

[9]YANG J H,ZHANG B H,GU G,et al. Genome-Wide Identification and Expression Analysis of the R2R3-MYB Gene Family in Tobacco (Nicotiana tabacum L.) [J]. BMC Genomics,2022,23(1):1-21

[10]陳哲,胡福初,阮城城,等. 菠蘿R2R3-MYB基因家族鑒定與表達分析[J]. 熱帶植物學報,2019,40(10):1958-1971

[11]ZHANG Z X,ZHANG R,WANG S C,et al. Identification of Malus halliana R2R3-MYB Gene Family under Iron Deficiency Stress and Functional Characteristics of MhR2R3-MYB4 in Arabidopsis thaliana[J]. Plant Biology,2022,24(2):344-355

[12]SHEN C,DU H L,CHEN Z,et al. The Chromosome-Level Genome Sequence of the Autotetraploid Alfalfa and Resequencing of Core Germplasms Provide Genomic Resources for Alfalfa Research[J]. Molecular Plant,2021,13(9):1259-1261

[13]楊帆,韋寶,王瑜,等. 紫花苜蓿產量、品質和根系對刈割高度的響應[J]. 草地學報,2022,30(6):1597-1602

[14]方明月,汪溢磐,趙奕,等. 低溫干旱復合脅迫對8個紫花苜蓿品種形態和生理特征的影響[J]. 草地學報,2022,30(11):2967-2974

[15]魏娜,李艷鵬,馬藝桐,等. 全基因組水平紫花苜蓿TCP基因家族的鑒定及其在干旱脅迫下表達模式分析[J]. 草業學報,2022,31(1):118-130

[16]MUVUNYI B P,YAN Q,WU F,et al. Mining Late Embryogenesis Abundant (LEA) Family Genes in Cleistogenes songorica a Xerophyte Perennial Desert Plant [J]. International Journal of Molecular Sciences,2018,19(11):1-15

[17]ZHU J K. Abiotic Stress Signaling and Responses in Plants[J]. Cell,2016,167(2):313-324

[18]WU W H,ZHU S,ZHU L M,et al. Characterization of the Liriodendron chinense MYB Gene Family and its Role in Abiotic Stress Response[J]. Frontiers in Plant Science,2021,12(6):1-19

[19]CHAO J T,LI Z Y,SUN Y H,et al. MG2C:a User-Friendly Online Tool for Drawing Genetic Maps[J]. Molecular Horticulture,2021,1(12):1-4

[20]KUMAR S,STECHER G,TAMURA K. MEGA7:Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets[J]. Molecular Biology and Evolution,2016,33(7):1870-1874

[21]MAGALI L,DHAIS P,THIJS G,et al. PlantCARE,a Database of Plant Cis-acting Regulatory Elements and a Portal to Tools for in Silico Analysis of Promoter Sequences[J]. Nucleic Acids Research,2002,30(1):325-327

[22]CHEN C J,CHEN H,ZHANG Y,et al. TBtools:an Integrative Toolkit Developed for Interactive Analyses of Big Biological Data[J]. Molecular Plant,2020,13(8):1194-1202

[23]LUO D,ZHOU Q,WU Y G,et al. Full-length Transcript Sequencing and Comparative Transcriptomic Analysis to Evaluate the Contribution of Osmotic and Ionic stress Components Towards Salinity Tolerance in the Roots of Cultivated Alfalfa (Medicago sativa L.)[J]. BMC Plant Biology,2019,19(1):1-20

[24]LUO D,WU Y G,LIU J,et al. Comparative Transcriptomic and Physiological Analyses of Medicago sativa L. Indicates that Multiple Regulatory Networks are Activated during Continuous ABA Treatment[J]. International Journal of Molecular Sciences,2018,20(1):1-22

[25]LI Y M,WANG K L,LIU Z,et al. Genome-Wide Analysis and Expression Profiles of the StR2R3-MYB Transcription Factor Superfamily in Potato (Solanum tuberosum L.)[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020,148(4):817-832

[26]WANG J,LIU Y,TANG B Q,et al. Genome-Wide Identification and Capsaicinoid Biosynthesis-Related Expression Analysis of the R2R3-MYB Gene Family in Capsicum annuum L.[J]. Frontiers in Genetics,2020,11(12):1-12

[27]王嵐春,沈方圓,歐陽丹,等. 簸箕柳R2R3-MYB轉錄因子家族全基因組分析[J]. 四川大學學報(自然科學版),2022,59(3):153-162

[28]WILKINS O,NAHAL H,FOOMG J,et al. Expansion and Diversification of the Populus R2R3-MYB Family of Transcription Factors[J]. Plant Physiology,2008,149(2):981-993

[29]HOU X J,LI S B,LIU S R,et al. Genome-Wide Classification and Evolutionary and Expression Analyses of Citrus MYB Transcription Factor Families in Sweet Orange[J]. PLoS One,2014,9(11):1-16

[30]居利香,雷欣,趙成志,等. 辣椒MYB基因家族的鑒定及與辣味關系分析[J]. 園藝學報,2020,47(5):875-892

[31]KATIYAR A,SMITA S,LENKA S K. Genome-Wide Classification and Expression Analysis of MYB Transcription Factor Families in Rice and Arabidopsis[J]. BMC Genomics,2012,13(10):1-19

[32]YAMAGUCHI-SHINOZAKI K,SHINOZAKI K. Transcriptional Regulatory Networks in Cellular Responses and Tolerance to Dehydration and Cold Stresses[J]. Annual Review of Plant Biology,2006,57(1):781-803

[33]WANG X P,NIU Y L,ZJENG Y,et al. Multiple Functions of MYB Transcription Factors in Abiotic Stress Responses[J]. International Journal of Molecular Sciences,2021,22(11):1-14

[34]QIN Y X,WANG M C,TIAN Y C,et al. Over-expression of TaMYB33 Encoding a Novel Wheat MYB Transcription Factor Increases Salt and Drought Tolerance in Arabidopsis[J]. Molecular Biology Reports,2012,39(2):7183-7192

[35]YU Y T,WU Z W,LU K,et al. Overexpression of the MYB37 Transcription Factor Enhances Abscisic Acid Sensitivity,and Improves both Drought Tolerance and Seed Productivity in Arabidopsis thaliana[J]. Plant Molecular Biology,2015,90(3):267-279

[36]DU H,ZHANG L,LIU L,et al. Biochemical and Molecular Characterization of Plant MYB Transcription Factor Family[J]. Biochemistry,2009,74(1):1-11

[37]ABE H,URAO T,ITO T,et al. Arabidopsis AtMYC2 (bHLH) and AtMYB2 (MYB) Function as Transcriptional Activators in Abscisic Acid Signaling[J]. Plant Cell,2003,15(1):63-78

(責任編輯 閔芝智)

主站蜘蛛池模板: 五月天福利视频| 国产亚洲高清在线精品99| 国产xx在线观看| 国产精品所毛片视频| 欧美人与牲动交a欧美精品| 午夜福利视频一区| 欧美色视频日本| 91视频首页| 又爽又大又光又色的午夜视频| 美女国产在线| 亚洲午夜综合网| 婷婷六月在线| 欧美激情二区三区| 全午夜免费一级毛片| 国产极品美女在线观看| 亚洲成人动漫在线观看| 国产精品观看视频免费完整版| 日韩欧美高清视频| 成人免费网站久久久| 国产精品对白刺激| 欧美日韩精品一区二区视频| 三上悠亚一区二区| 亚洲h视频在线| 无码在线激情片| 国产日本欧美在线观看| 青青青亚洲精品国产| 国产一级在线观看www色| 国产麻豆精品手机在线观看| 亚洲色婷婷一区二区| 欧美三级视频网站| 无码一区18禁| 欧美日本一区二区三区免费| 亚洲全网成人资源在线观看| 欧美视频在线观看第一页| 国产精品久久久久久久久kt| 性色在线视频精品| 国产白浆在线| 又爽又黄又无遮挡网站| 亚洲一区网站| 亚洲国产精品无码AV| 国产爽歪歪免费视频在线观看 | 国产高清在线丝袜精品一区| 国产第八页| 一本久道热中字伊人| 香蕉蕉亚亚洲aav综合| 91福利免费视频| 亚洲精品手机在线| 亚洲第一网站男人都懂| 99久久99视频| 国产又爽又黄无遮挡免费观看 | 亚洲综合第一区| 亚洲天堂网2014| 亚洲美女操| 中文字幕久久波多野结衣| 在线播放真实国产乱子伦| 亚洲人成网18禁| 日韩亚洲综合在线| 一级片一区| 亚洲乱码在线视频| 日韩麻豆小视频| 亚洲精品无码久久毛片波多野吉| 久久9966精品国产免费| 国产va在线| 国产丰满大乳无码免费播放 | 中文字幕欧美日韩高清| 色有码无码视频| 国模沟沟一区二区三区| 欧美a在线| 国产精品自拍合集| 欧美日韩国产在线播放| 激情综合激情| 久久精品人人做人人爽电影蜜月 | 亚洲浓毛av| 国产在线高清一级毛片| 久久婷婷人人澡人人爱91| 久久精品国产亚洲麻豆| 日韩精品少妇无码受不了| 精品人妻无码区在线视频| 日本欧美精品| 91口爆吞精国产对白第三集| 日本三级精品| 日本免费高清一区|