丹参MDHAR家族全基因组鉴定与表达分析

摘要

单脱氢抗坏血酸还原酶(monodehydroascorbate reductase,MDHAR)能够催化抗坏血酸还原,对维持细胞内抗坏血酸的动态平衡和植物抗逆性至关重要。从丹参基因组数据库中鉴定出4个MDHAR家族基因(SmMDHAR),运用生物信息学方法及在线工具分析了4个基因的结构特征、启动子顺式作用元件及编码蛋白的理化性质、亚细胞定位和空间结构等,采用qRT-PCR方法测定了SmMDHAR基因在丹参不同组织以及受到胁迫时的表达模式。生物信息学分析结果表明,4个SmMDHAR基因分别编码384~558个氨基酸,编码蛋白均含有保守的Pyr_redox-2结构域,除SmMDHAR4定位在胞质外,其余3个编码蛋白均定位在叶绿体。上游启动子元件分析发现,4个SmMDHAR基因除含有核心启动元件外,还含有应答植物激素和环境因子的元件。表达模式分析结果显示,SmMDHAR3在根中表达最高,不同SmMDHAR成员的激素应答模式不同,在激素应答过程中起着重要作用。研究结果为深入阐明SmMDHAR基因功能提供了依据,并为利用基因工程手段改良丹参性状、选育丹参抗逆新品种提供了资源。