藜麦SPP基因家族全基因组鉴定及表达模式分析

摘要

为明确CqSPPs基因家族的进化关系,以公开的藜麦基因组数据库为基础,鉴定出4个CqSPP基因,并进一步明确了各成员结构及其编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、保守结构域、模体和启动子。以现有高通量转录组数据为基础,明确了各成员在藜麦不同组织中的表达水平,并采用qRT-PCR对各成员在苗期不同逆境下的表达水平进行了检测。CqSPPs分布于4个不同的染色体上,将其命名为CqSPP1~CqSPP4,其蛋白氨基酸数目在399~623之间,分子量介于45.24~70.77 kDa之间,理论等电点在5.64~6.93之间,同时表现出明显的亲水性。亚细胞定位预测显示除了藜麦SPP2蛋白预测结果为不确定外,其余蛋白主要定位在叶绿体上。蛋白保守模体分析结果显示,在该基因家族编码蛋白中预测得到10种保守模体,其中所有蛋白均含有8个排列顺序相同的模体。系统发育分析显示,植物中SPP基因家族可以分为5个组,其中CqSPP基因处于其中的2个组,并且与拟南芥SPP基因亲缘关系最近。启动子分析显示,各成员在启动子区域存在多种响应非生物胁迫的顺式转录元件。表达分析显示CqSPP1在各组织中均明显表达,而CqSPP4在各组织中表达量较低。在受到不同胁迫时,SPP基因家族的响应情况各不相同。结果表明CqSPPs有4个成员,且受多种非生物胁迫诱导表达,推测其可能在藜麦响应非生物胁迫过程中发挥了重要作用。