基于全基因组和转录组的绿豆谷胱甘肽转移酶基因及其对镉胁迫的响应

摘要

以绿豆为材料,运用生物信息学、转录组学和酶学等分析方法,对绿豆GST家族基因结构及其表达蛋白的特征进行分析,并检测镉(Cd)胁迫下GST基因表达谱和酶活性变化。结果表明,绿豆基因组中包含有93个GST基因,分为Tau、Phi、Lambda、Theta、Zeta、DHAR、EF1Bg、GHRs、mPGES2和TCHQD等10类,以Phi和Tau类基因数最多;不同类基因结构存在较大差异,Tau类和TCHQD类含有2个外显子,Phi类和GHRs类分别含3和5个外显子,其余基因外显子数目在6~10个。其中只有40个基因在绿豆中表达,31个基因在根、茎、叶中都有表达,6个基因选择性表达。Cd胁迫上调大多数基因的表达量,根、茎、叶中被显著上调的GST基因分别为10、8和4个,平均上调倍数为2.17、2.25和3.26;Cd胁迫显著升高根和茎中GST酶活分别达2.14和1.27倍,与基因表达量的变化一致。表明绿豆根中GST基因及其酶活在Cd胁迫响应中起最主要作用。研究结果为植物GST基因的进一步研究和在植物抗逆中生物技术应用提供了科学资料。