藜麦GRAS基因家族的鉴定及其在生殖发育中的调控功能OA

GRAS基因家族在植物生长发育与逆境响应中具有重要调控功能,但目前尚未见其在藜麦(Chenopodium quinoa)生殖发育中的相关报道。本研究基于最新藜麦基因组数据,系统鉴定并分析藜麦GRAS家族(CqGRAS)成员,重点解析其基因结构、启动子顺式作用元件,以及在营养与生殖生长阶段的表达模式与调控机制。同时,将CqGRAS成员与拟南芥、藜麦二倍体祖先Chenopodium watsonii(A基因组)和Chenopodium suecicum(B基因组)的GRAS基因进行对比分析。结果共鉴定到51个CqGRAS基因,这些基因普遍内含子数量较少,且与拟南芥及二倍体藜属物种GRAS基因具有较高同源性。启动子分析表明,该家族基因富含响应植物激素(如赤霉素、脱落酸、乙烯和茉莉酸)、生长发育与逆境胁迫的顺式作用元件。系统进化分析将CqGRAS家族划分为10个亚家族,其中HAM(CqHAM01)、PAT1(CqPAT1-06/07/08)、DELLA(CqDELLA01/02)、DLT(CqDLT01/02)和SHR(CqSHR05/06)在花序和发育种子中表达水平较高。加权基因共表达网络分析提示,这些与生殖发育相关的CqGRAS基因可能通过整合光信号与激素信号通路,调控藜麦花和种子的生长发育。本研究为阐明GRAS家族在藜麦生殖发育中的功能提供了新见解,并为深入解析其分子机制与育种应用奠定了基础。