首页 > 生物技术通报 > 小麦蛋白质二硫键异构酶基因家族的鉴定与表达

小麦蛋白质二硫键异构酶基因家族的鉴定与表达

Identification and Expression Analysis of Protein Disulfide Isomerase Gene Family in Wheat

摘要[目的]通过对小麦蛋白质二硫键异构酶PDIL基因家族成员进行鉴定及表达分析,分析其在小麦不同器官和不同发育时期以及响应生物和非生物胁迫中的表达模式,为明确小麦PDIL基因家族功能奠定基础.[方法]以模式植物拟南芥和禾本科作物大麦PDIL基因家族蛋白序列为诱饵,在基因组数据库对小麦PDIL家族基因进行全基因组鉴定,利用生物信息学方法对其基因的理化性质、系统进化、染色体位置及基因结构进行分析,并分析PDILs基因在小麦生长发育、生物及非生物逆境的表达模式.[结果]鉴定得到31个小麦PDIL基因家族成员均为亲水蛋白,其中26个为稳定蛋白;亚细胞定位预测表明,小麦PDIL蛋白主要分布在细胞质和叶绿体中,在内质网和细胞核中也有分布;小麦PDIL基因家族可分为7个进化分支,同一分支基因结构和保守基序相似或相同,非均匀分布在19个染色体上;小麦PDIL基因家族成员含有多种响应逆境胁迫以及与水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和生长素(IAA)等5类植物激素相关的顺式作用元件,部分基因具有与昼夜节律控制以及种子特性调控相关的元件;转录组数据表明,TaPDIL4-1A、TaPDIL4-1B和TaPDIL4-1D在不同生长时期组织都有较高的表达量;转录组分析和RT-PCR结果显示,TaPDIL4-1B在禾谷镰刀菌侵染后相对表达量升高,TaPDIL1-4A在干旱胁迫下表达量提高.[结论]31个小麦PDIL基因家族成员在进化过程中具有保守性,不仅参与小麦品质形成,还广泛参与生物和非生物逆境调控,其中TaPDIL4-1B可能参与小麦赤霉病抗性的调控,TaPDIL1-4A可能参与小麦干旱胁迫的应答.