水母雪兔子GPAT家族全基因组鉴定及表达分析OA

甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)在植物生长发育和适应逆境胁迫过程中具有重要作用,为探究GPAT基因家族成员对高山植物水母雪兔子(Saussurea medusa)适应高山极端生境时发挥的作用,该研究采用HMM和BLASTp方法对SmGPAT基因家族成员进行全基因组鉴定,对家族成员的理化性质、染色体定位、基因结构、保守基序和顺式作用元件进行分析,并基于转录组数据和qRT-PCR技术分析SmGPAT家族成员的组织表达模式。结果表明:(1)共鉴定出15个SmGPAT家族成员,随机分布在10条染色体上,分别编码357~566个氨基酸,蛋白质相对分子质量为40.16~63.86 kD,等电点为5.93~10.02,亲脂系数为79.56~104.60,亚细胞定位预测位于线粒体或内质网(除SmGPAT7以外)。(2)系统进化分析发现,SmGPAT家族分为3个亚族(Group 1-Group 3),各亚族的基因结构和保守基序相似。SmGPAT家族蛋白质二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,各亚族蛋白质三级结构模型相似。(3)顺式作用元件预测分析结果显示,SmGPAT家族含有大量逆境胁迫响应、激素响应和光响应相关的元件。(4)不同组织转录组数据分析结果表明,SmGPAT家族成员在叶和花中的表达量较茎和根高,并且qRT-PCR结果与转录组结果基本一致。综上认为,水母雪兔子中鉴定出的15个SmGPAT家族成员在不同组织间的表达模式存在差异,其中在花和叶中表达量较高,推测其在水母雪兔子叶和花发育过程中发挥重要作用,该研究为进一步开展SmGPAT基因在适应高山极端环境过程中的功能研究提供理论基础。