谷子CHs家族全基因组鉴定及表达分析

摘要

查尔酮合酶(CHs)是植物类黄酮途径的关键酶,在植物生长发育及响应生物与非生物胁迫等方面有重要作用。利用生物信息学方法筛选了Xiaomi中CHs基因家族成员,并对其系统进化、理化性质、蛋白结构、启动子顺式作用元件及表达情况进行分析。结果表明,共鉴定到同时含有Chal_sti_synt_C和Chal_sti_synt_N保守域的谷子CHs基因33个,分布于1、2、4、5、7、8、9号染色体,其中在8号染色体上分布最多为11个,编码氨基酸平均数目423个,蛋白分子质量为16.74~57.50 ku;系统发育分析表明,CHs家族基因同源性较高,且该家族成员含有响应水杨酸和生长素等激素的顺式作用元件及调控类黄酮生物合成相关基因,不同基因在种子、根、茎、叶和穗之间存在组织特异性表达,其中SiCHs2、SiCHs27和SiCHs32基因在茎部表达量高,SiCHs18基因在根部表达量高;转录表达分析表明,受禾生指梗霉菌胁迫,22个SiCHs基因表达显著上调,类黄酮、花青素等物质合成及水杨酸、生长素等激素合成途径显著富集。综上可见,SiCHs2、SiCHs27和SiCHs32基因可能参与茎部生长调控,SiCHs18基因可能参与根部生长调控,CHs家族基因可通过合成抗病类次生代谢产物及调控激素来响应病原菌侵染。