关键词:
谷子
PMEI基因家族
干旱胁迫
低温胁迫
茉莉酸甲酯胁迫
脱落酸胁迫
亚细胞定位
结构域
摘要:
【目的】PMEI(pectin methylesterase inhibitor)是控制细胞壁结构与特性的重要组成部分,在植物逆境胁迫响应方面发挥重要作用。探究谷子PMEI基因在非生物胁迫下的响应机制,为谷子的抗逆机理研究提供理论基础。【方法】运用生物信息学方法对谷子PMEI基因家族进行鉴定,采用实时荧光定量PCR技术对其家族成员在低温、干旱、MeJA、ABA胁迫下的表达模式进行分析。【结果】谷子基因组中共鉴定出68个SiPMEI基因家族成员,不均匀地分布在9条染色体上,大多数成员定位于细胞壁或叶绿体上。SiPMEI家族成员主要有2种结构域,PMEI结构域和pectinesteras+PMEI结构域,含有同一结构域的成员间理化性质、亚细胞定位和基因结构均较相似。启动子顺式作用元件分析表明SiPMEI基因家族成员含有多种非生物胁迫和激素响应元件。本研究选择了8个含有2种以上胁迫响应元件且含数量较多的SiPMEI家族成员进行实时荧光定量表达分析。结果表明,SiPMEI在谷子的根、茎、叶和穗中差异表达;非生物胁迫(低温、干旱)和激素胁迫(MeJA、ABA)处理下,SiPMEI基因的表达量在0-24 h内整体呈现上升趋势,含PMEI结构域且定位于细胞壁上的成员SiPMEI30、SiPMEI32、SiPMEI36、SiPMEI63在胁迫下响应的最高表达量集中于8-24 h。亚细胞定位于叶绿体上的成员SiPMEI22、SiPMEI31、SiPMEI38、SiPMEI47最高表达量分布较为分散,且上调位点较多。【结论】SiPMEI在低温、ABA和MeJA的胁迫下均具有正向响应,并在干旱和MeJA胁迫下具有类似的表达趋势。这些差异表达表明SiPMEI可能通过不同的分子机制响应非生物胁迫。