陆地棉NCS 1基因家族的全基因组成员鉴定及分析

摘要

核碱基阳离子转运蛋白-1(NCS 1)家族是一个次级活性转运蛋白家族,由细菌、古菌、真菌和植物等2500多个序列成员组成。在其他研究中发现,该蛋白与溶质特异性转运相关,进而影响植物的生长发育,本研究拟通过分析揭示核碱基阳离子转运蛋白在棉花生长发育中的作用。通过全基因组序列分析鉴定陆地棉NCS 1基因家族成员;在此基础上,对这些基因进行定位、结构分析、进化发育分析,并开展启动子顺式作用元件鉴定的系统研究。本研究在全基因组水平一共鉴定出4个陆地棉NCS 1基因,染色体定位发现,这些基因分布在A09和D09两条染色体上,motif结果显示所有NCS1蛋白质中都有NCS 1结构域的存在,基因结构分析发现,外显子、内含子结构和长度在亚组表现一致。棉花、拟南芥、水稻、玉米等物种的系统发育分析比较表明,该基因家族在物种进化过程中出现了明显的分化。启动子序列分析则表明,该基因家族中存在有大量与脱落酸、赤霉素反应相关的顺式作用元件。取开花后17和21 d的棉花纤维开展qRT-PCR验证实验,结果表明,NCS 1基因家族成员在纤维发育过程中具有显著的调节作用。本研究是首次在陆地棉中对NCS 1家族进行全基因组的鉴定分析,为进一步探索核碱基阳离子转运蛋白对棉花生长发育的影响提供理论基础。