园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (7): 1482-1494.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0472
薛珍珍1, 关鸿发3, 李娜2, 李凌飞2,*(), 钟春梅1,*(
)
收稿日期:
2023-02-26
修回日期:
2023-05-15
出版日期:
2023-07-25
发布日期:
2023-07-26
通讯作者:
基金资助:
XUE Zhenzhen1, GUAN Hongfa3, LI Na2, LI Lingfei2,*(), ZHONG Chunmei1,*(
)
Received:
2023-02-26
Revised:
2023-05-15
Published:
2023-07-25
Online:
2023-07-26
摘要:
为了解铁十字秋海棠(Begonia masoniana)中Gibberellic Acid-stimulated Arabidopsis(GASA)基因家族的功能,采用生物信息的方法鉴定铁十字秋海棠GASA家族成员,并分析其在不同组织器官以及赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、生长素(auxin)等处理后的基因表达模式。结果显示,铁十字秋海棠含10个GASA家族成员,可分为4个亚家族,其蛋白结构特征是含2 ~ 3个保守motif,1个GASA保守结构域;其基因结构特征是含0 ~ 10个内含子,不同成员之间内含子数差异明显。该家族基因启动子含有大量光响应元件和激素响应元件。基因家族成员在各组织器官中广泛表达,但差异较大;对外源GA、ABA、SA、MeJA以及auxin等响应差异明显,可能参与了不同组织器官生长发育以及各种生物或非生物胁迫响应过程,其中BmaGASA7可能在叶斑形成过程中发挥重要作用。
薛珍珍, 关鸿发, 李娜, 李凌飞, 钟春梅. 铁十字秋海棠GASA家族全基因组鉴定及叶斑形成的初步探索[J]. 园艺学报, 2023, 50(7): 1482-1494.
XUE Zhenzhen, GUAN Hongfa, LI Na, LI Lingfei, ZHONG Chunmei. Genome-wide Identification of GASA Family and Preliminary Exploration of Leaf Variegation Formation in Begonia masoniana[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(7): 1482-1494.
基因 Gene | CDS/bp | 氨基酸数 Amino acid number | 等电点 pI | 分子量/kD Molecular weight | 染色体位置 Chr. | 注释到拟南芥中 Annotated members of Arabidopsis thaliana | 糖基化位点 N-glycosyl sites | 亚细胞定位 Subcellular location |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
BmaGASA1 | 255 | 84 | 8.42 | 9.28 | Chr01 | GASA10 | 0 | 细胞壁 Cytoderm |
BmaGASA2 | 432 | 143 | 9.40 | 15.13 | Chr01 | GASA14 | 0 | 细胞核 Nucleus |
BmaGASA3 | 330 | 109 | 9.46 | 12.20 | Chr01 | GASA4 | 1 | 线粒体 Mitochondria |
BmaGASA4 | 201 | 66 | 8.95 | 7.55 | Chr02 | GASA4 | 0 | 细胞核 Nucleus |
BmaGASA5 | 309 | 102 | 9.18 | 10.74 | Chr03 | GASA1 | 0 | 细胞壁 Cytoderm |
BmaGASA6 | 240 | 79 | 9.66 | 6.73 | Chr04 | GASA1 | 0 | 细胞核 Nucleus |
BmaGASA7 | 183 | 60 | 9.20 | 6.50 | Chr06 | GASA1 | 1 | 线粒体 Mitochondria |
BmaGASA8 | 270 | 89 | 9.26 | 10.12 | Chr08 | GASA7 | 0 | 细胞壁 Cytoderm |
BmaGASA9 | 195 | 64 | 9.05 | 7.27 | Chr13 | GASA5 | 0 | 线粒体 Mitochondria |
BmaGASA10 | 183 | 60 | 9.14 | 6.65 | Chr14 | GASA6 | 0 | 线粒体 Mitochondria |
表2 BmaGASA家族基本理化性质分析
Table 2 Basic physicochemical property of BmGASA family
基因 Gene | CDS/bp | 氨基酸数 Amino acid number | 等电点 pI | 分子量/kD Molecular weight | 染色体位置 Chr. | 注释到拟南芥中 Annotated members of Arabidopsis thaliana | 糖基化位点 N-glycosyl sites | 亚细胞定位 Subcellular location |
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BmaGASA1 | 255 | 84 | 8.42 | 9.28 | Chr01 | GASA10 | 0 | 细胞壁 Cytoderm |
BmaGASA2 | 432 | 143 | 9.40 | 15.13 | Chr01 | GASA14 | 0 | 细胞核 Nucleus |
BmaGASA3 | 330 | 109 | 9.46 | 12.20 | Chr01 | GASA4 | 1 | 线粒体 Mitochondria |
BmaGASA4 | 201 | 66 | 8.95 | 7.55 | Chr02 | GASA4 | 0 | 细胞核 Nucleus |
BmaGASA5 | 309 | 102 | 9.18 | 10.74 | Chr03 | GASA1 | 0 | 细胞壁 Cytoderm |
BmaGASA6 | 240 | 79 | 9.66 | 6.73 | Chr04 | GASA1 | 0 | 细胞核 Nucleus |
BmaGASA7 | 183 | 60 | 9.20 | 6.50 | Chr06 | GASA1 | 1 | 线粒体 Mitochondria |
BmaGASA8 | 270 | 89 | 9.26 | 10.12 | Chr08 | GASA7 | 0 | 细胞壁 Cytoderm |
BmaGASA9 | 195 | 64 | 9.05 | 7.27 | Chr13 | GASA5 | 0 | 线粒体 Mitochondria |
BmaGASA10 | 183 | 60 | 9.14 | 6.65 | Chr14 | GASA6 | 0 | 线粒体 Mitochondria |
图2 铁十字秋海棠(Bma)和拟南芥(At)、大豆(Gm)、苹果(Md)GASA家族成员系统发育树
Fig. 2 Phylogenetic tree of GASA family members of Arabidopsis thaliana(At),Glycine max(Gm),Malus × domestica(Md)and Begonia masoniana(Bma)
图3 铁十字秋海棠GASA家族成员基因结构(A)、motif分布(B)和保守结构域(C)分布图
Fig. 3 Genetic structure(A),conserved motif distribution(B),and conserved domain distribution(C)of BmaGASA family
图5 铁十字秋海棠GASA家族基因在不同组织器官中的相对表达量 内参基因为ACT7,相对基因表达为平均值 ± 标准差。叶片红色部分即为叶斑部分。BamGASA在不同组织中最小表达量视为“1”。
Fig. 5 Relative expression levels of GASA gene family in different tissues and organs of Begonia masoniana The reference gene was ACT7,and the relative gene expression was shown as the mean ± SD. The red part of the leaf is the leaf variegation part. The minimum expression of BamGASAs in different tissues was regarded as“1”.
图 6 铁十字秋海棠GASA家族基因在GA、ABA、SA、MeJA、NAA处理(6 h)下的相对表达量 将对照的相对表达量视为“1”。*、**、***分别表示在0.05、0.01、0.001水平上差异显著(t检验)。
Fig. 6 Relative expression levels of GASA gene family in Begonia masoniana under GA, ABA, SA, MeJA and NAA treatments(6 h) The relative expression of control is regarded as“1”. *,** and *** represent significant differences at the levels of 0.05,0.01 and 0.001 respectively(t-test).
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