水稻磷脂酶D基因家族鉴定及表达分析

S511.032; [目的]磷脂酶D(Phospholipase D,PLD)在植物生长发育、逆境胁迫响应等过程中起着至关重要的作用.挖掘参与水稻(Oryza sativa L.)生物和非生物胁迫的PLD基因家族成员,并探究其生物学功能.[方法]基于水稻基因组数据库鉴定水稻 PLD 家族成员,利用生物信息学方法系统分析其基因家族成员的蛋白理化性质、系统发育、保守基序、顺式作用元件,通过 RNA-seq数据分析该家族成员在不同生物和非生物逆境胁迫条件下的表达谱,同时检测逆境处理条件下总磷脂酶D蛋白活性的变化.[结果]水稻PLD基因家族有 17 个成员,氨基酸数目在512～1 115,相对分子质量...

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Published in广东农业科学 Vol. 51; no. 12; pp. 83 - 95
Main Authors 曹华盛, 李堂, 熊亮, 王福军, 李曙光, 顾海永, 何高, 梁世胡, 罗文永
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室/广东省水稻工程实验室,广东 广州 510640 2024
Subjects
基因家族
phospholipase D
生物信息学
phylogenetic analysis
系统发育分析
gene family
expression analysis
表达分析
bioinformatics
水稻
磷脂酶D
rice
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ISSN1004-874X
DOI10.16768/j.issn.1004-874X.2024.12.008

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Summary:S511.032; [目的]磷脂酶D(Phospholipase D,PLD)在植物生长发育、逆境胁迫响应等过程中起着至关重要的作用.挖掘参与水稻(Oryza sativa L.)生物和非生物胁迫的PLD基因家族成员,并探究其生物学功能.[方法]基于水稻基因组数据库鉴定水稻 PLD 家族成员,利用生物信息学方法系统分析其基因家族成员的蛋白理化性质、系统发育、保守基序、顺式作用元件,通过 RNA-seq数据分析该家族成员在不同生物和非生物逆境胁迫条件下的表达谱,同时检测逆境处理条件下总磷脂酶D蛋白活性的变化.[结果]水稻PLD基因家族有 17 个成员,氨基酸数目在512～1 115,相对分子质量在 57.19～123.82 kD;蛋白等电点在 5.60～11.23.根据系统进化树将水稻PLD基因家族分为 4 个亚家族,不同亚家族成员在外显子数量上存在显著差异;染色体定位分析发现,17 个PLD基因定位在 9 条染色体上.顺式作用元件分析发现 PLD 基因家族成员启动子区域含有大量与生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)等激素响应及低温响应、压力防御、厌氧诱导响应元件;生物和非生物逆境胁迫条件下RNA-seq 数据分析发现,PLD基因家族成员受到低氮﹑ABA和赤霉素(GA)的强烈诱导;总磷脂酶D酶活分析显示高盐胁迫和黑条矮缩病侵染后的磷脂酶D总酶活显著升高.[结论]共鉴定出 17个水稻 PLD 基因,同亚家族成员具有类似的保守基序.水稻 PLD 基因家族成员在不同组织及生物和非生物逆境条件下表达存在差异,这些结果将为解析磷脂酶D家族在水稻生长发育﹑生物和非生物逆境胁迫响应中的作用及其机制提供帮助.
ISSN:1004-874X
DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2024.12.008