研究报告

毛竹 KNOX 基因家族全基因组鉴定和组织表达特异性分析  

徐秀荣 , 王思宁 , 刘青 , 赵韩生 , 高志民*
国际竹藤中心竹藤资源基因科学研究所, 国家林业局竹藤科学与技术重点开放实验室, 北京, 100102
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2018 年, 第 16卷, 第 9 篇   
收稿日期: 2018年01月30日    接受日期: 2018年02月13日    发表日期: 2019年01月11日
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摘 要

为了探究 KNOX 基因在竹子快速生长中的作用,本研究以毛竹(Phyllostachys edulis)为对象,通过同源比对从毛竹基因组中获得 12 KNOX 同源基因序列。序列分析表明,PeKNOXs 的基因结构差异较大,内含子数目 1~6 个不等,且长度差异较大(30~3 801 bp),但都符合 GT-AG 剪切原则。PeKNOXs 编码蛋白的长度为 145~355 aa,分子量为 92~130 kD。系统进化分析表明,毛竹 PeKNOXs 被聚类到 2 个较大的分支,分别属于KNOX 亚家族,类中包含 PeKNOX1-1~PeKNOX1-5,其中 PeKNOX1-1 OSH71PeKNOX1-2 OSH10PeKNOX1-3 OSH15 均聚类到一起,而 PeKNOX1-4 PeKNOX1-5 OSH43 聚类到较近的分支;类中包含 PeKNOX2-1~PeKNOX2-7,其中 PeKNOX2-1 PeKNOX2-2 聚类到一个分支,与其它 PeKNOXs 距离较远,而且 PeKNOXs 与已知拟南芥的 KNATs 距离均较远。利用毛竹转录组数据构建热图进行分析,表明除了 PeKNOX2-1 外,其余 PeKNOXs 均检测到表达,但 2 个亚家族不同成员的表达均存在着一定的差异,如 PeKNOX1-3 的相对表达量最高,PeKNOX1-5 的最低。实时定量 PCR 验证表明,PeKNOX1-3 PeKNOX1-5 在不同组织中均有表达,其中在节中表达量最高,其次是茎,而在叶片和叶鞘中的表达量均较低,这与转录组数据相类似。由此表明,PeKNOXs 可能在竹子生长发育中起重要调控作用,为进一步利用 PeKNOXs 开展竹子基因工程研究提供了参考。

关键词
毛竹;KNOX 基因;分子特征;表达模式分析
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