小麦过氧化氢酶基因家族的鉴定及其在逆境胁迫下的表达模式分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
r
t
an
tr
o
l
ei
n whe
a
tr
e
s
i
s
t
anc
et
oab
i
o
t
i
candb
i
o
l
og
i
c
a
l
yp
s
t
r
e
s
s
.
Ke
r
d
s:whe
a
t(
Tr
i
t
i
cumae
s
t
i
vum L
.);c
a
t
a
l
a
s
egene (
CAT );b
i
o
i
n
f
o
rma
t
i
cபைடு நூலகம்
s;qRT-PCR;b
i
o
l
og
i
c
a
ls
t
r
e
s
sandab
ommon
y membe
wh
e
a
t(
T
r
i
t
i
c
um a
e
s
t
i
vum L
.)u
s
i
ngb
i
o
i
n
f
o
rma
t
i
c
sme
t
ho
d
swe
r
ei
d
e
n
t
i
f
i
e
d,a
ndt
h
e
i
rphy
l
o
e
n
e
t
i
cr
e
l
a
t
i
on
s
h
i
s,p
r
o
t
e
i
nc
h
a
r
a
c
t
e
r
i
s
t
i
c
s,
g
p
c
h
r
omo
s
omed
i
s
i
o
t
i
cs
t
r
e
s
s
ywo
[收稿日期]2022 03 25
[基金项目] 国家重点研发计划项目 “长江流域冬小麦化肥农药减施技 术 集 成 研 究 与 示 范” (
2018YFD0200506); 国 家 自 然 科 学 基 金
项目 “小麦农家品种白大头成株抗条锈基因 YrBa
i的精细定位”(
31501620)。
[]
[]
到目前为止,过氧化氢酶基因 (
CAT )已经在不同的植物中被鉴定出来,如拟南芥 8 、玉米 9 、水
稻[10]、大麦[11]。在拟南芥中,过氧化氢酶的转录水平在时间和空间上都受到调控,在发育过程中产生不
[关键词] 小麦 (
Tr
i
t
i
cumae
s
t
i
vum L
.);过氧化氢酶基因 (
CAT );生物信息学;qRT-PCR;生物胁迫与非生物胁迫
[中图分类号]Q78;Q945
.78
[文献标志码]A
[文章编号]1673 1409 (
2023)02 0096 11
Genome
-wi
d
ei
d
en
t
i
f
i
c
a
t
s
s
i
onl
eve
lo
fTaCAT4unde
rt
hes
t
r
e
s
so
fPowde
ry
ype
mi
ldew andFus
ar
i
umgrami
n
i
si
sh
i
rt
hant
ha
to
ft
hec
on
t
r
o
l
. TheqRT-PCRr
e
su
l
t
sshowt
ha
tt
heexp
r
e
s
s
i
ono
fTaCATsi
st
he
ghe
ts
t
r
e
s
swe
r
eana
l
z
edbyqRT-PCR
. Ther
e
s
i
s
t
anc
eo
fTaCAT3and
gene
y
TaCAT4 Ni
c
o
t
i
anab
en
t
hami
anal
e
ave
st
oi
n
f
e
s
t
a
t
i
onbyPhy
t
oph
t
ho
rai
n
e
s
t
an
s wa
sana
l
z
ed
. Ther
e
su
l
t
sshowt
i
y(
y),J
2
.KeyLabo
r
a
t
o
r
fI
n
t
eg
r
a
t
edPe
s
tManagemen
tonCr
opi
nCen
t
r
a
lCh
i
na,Mi
n
i
s
t
r
fAg
r
i
cu
l
t
ur
e;Hube
iKeyLabo
r
a
t
o
r
fCr
opDi
s
e
a
s
e
s,I
ns
e
c
t
yo
yo
yo
Pe
s
t
sand We
edsCon
t
r
o
· 96 ·
长江大学学报 (自然科学版) 2023 年 第 20 卷 第 2 期
l
.20No
.2
J
ou
rna
lo
fYang
t
z
eUn
i
v
e
r
s
i
t
Na
t
u
r
a
lS
c
i
enc
eEd
i
t
i
on) 2023,Vo
y(
马东方,杨艳,胡义锋,等. 小麦过氧化氢 酶 基 因 家 族 的 鉴 定 及 其 在 逆 境 胁 迫 下 的 表 达 模 式 分 析 [
l;I
ns
t
i
t
u
t
eo
fP
l
an
tPr
o
t
e
c
t
i
onandSo
i
lSc
i
enc
e,Hube
iAc
ademyo
fAg
r
i
cu
l
t
ur
a
lSc
i
enc
e
s,Wuhan430064,Hube
i
Ab
s
t
r
a
c
t:Ca
t
a
l
a
s
egene
si
np
l
an
t
sp
l
ayanimpo
r
t
an
tr
o
l
ei
nde
c
ompo
ime
st
ha
to
f0h
. Ther
e
su
l
t
so
fPhy
t
oph
t
ho
rai
n
e
s
t
an
si
n
f
e
c
t
i
on
y40t
f
showt
ha
tt
hel
e
s
i
ona
r
e
ao
fl
e
ave
st
r
ans
i
en
t
l
r
exp
r
e
s
s
i
ngTaCAT3andTaCAT4i
ss
i
i
f
i
c
an
t
l
l
l
e
rt
hant
ha
to
ft
hec
on
t
r
o
l
yove
gn
ysma
r
oup
.The
s
er
e
su
l
t
ssugge
s
tt
ha
texogenouss
t
r
e
s
sc
anenhanc
et
heexp
r
e
s
s
i
ono
fCAT gene
si
nwhe
a
t,andr
educ
et
hedamagec
aus
ed
g
bys
t
r
e
s
st
op
l
an
t
sbyr
f
与脱落酸反应的顺式元件,其中 TaCAT4 所包含的顺式作用元件 中 参 与 激 素 类 反 应 的 元 件 最 多。 转 录 组 数 据 表 明, 在 小 麦 的 不
同生长发育时期、生物胁迫和非生物胁迫中,TaCATs 在生物胁 迫 下 的 表 达 水 平 要 高 于 其 他 2 类, 其 中 TaCAT4 在 白 粉 菌 和 禾
[摘要] 植物过氧化氢酶 (
c
a
t
a
l
a
s
e) 基因 (
CAT ) 在分解过氧化氢以及应对各种环境胁迫中发挥着重要作用。为了进一步 了 解 过
氧化氢酶基因家族成员的功能,利用生物信息学方法从普通六倍体小麦 (
Tr
i
t
i
cumae
s
t
i
vum L
.) 中鉴定到 10 个过氧化 氢 酶 基 因
(
TaCATs),对其系统发育关系、蛋白质特征、染色体分 布、 基 因 结 构、 顺 式 元 件 和 转 录 组 进 行 了 初 步 分 析。 采 用 qRT-PCR 技
omeda
t
ashowt
ha
tt
heexp
r
e
s
s
i
onl
eve
lo
fTaCATsunde
rb
i
o
l
og
i
c
a
ls
t
r
e
s
si
sh
i
rt
hant
ha
to
ft
heo
t
he
r
p
ghe
twot
si
nd
i
f
f
e
r
en
tg
r
owt
handdeve
l
opmen
ts
t
age
so
fwhe
a
t,andt
heexp
r
e
谷镰刀菌胁迫下的表达量均高 于 对 照。qRT-PCR 结 果 表 明,TaCATs 在 激 素 类 胁 迫 中 的 表 达 量 最 高, 其 次 是 PEG 胁 迫。 其 中
TaCAT8 在 ABA 胁迫下2h 的表达量为0h 的250 倍以上,TaCAT6 在 PEG 胁迫下72h 的表达量接近0h 的40 倍。疫霉侵染结
s
i
on
yi
ys
t
t
e
r
nsunde
radve
r
s
i
t
t
r
e
s
s[
J].J
our
na
lo
fYang
t
z
eUn
i
ve
r
s
i
t
Na
t
ur
a
lSc
i
enc
eEd
i
t
i
on),2023,20 (
2):96
106,129
.
pa
ys
y(
小麦过氧化氢酶基因家族的鉴定
及其在逆境胁迫下的表达模式分析
马东方1,2,杨艳1* ,胡义锋1,尹良武1
术分析了小麦 CAT 基因在激素类胁迫、干旱胁迫 和 盐 胁 迫 等 胁 迫 下 的 的 表 达 模 式,并 采 用 马 铃 薯 晚 疫 病 致 病 疫 霉 (
Phy
t
oph
t
ho
r
a
i
n
e
s
t
an
s)对瞬时过表达的 T
aCAT 3 和 T
aCAT 4 烟草叶片进行抗疫霉侵染能力分析。结果表明,激素类顺式元件中数量最多的是参
i
ono
ft
h
ec
a
t
a
l
a
s
eg
en
ef
ami
l
nwh
e
a
tandana
l
s
i
so
ft
h
e
i
r
yi
y
e
xp
r
e
s
s
i
onpa
t
t
e
rn
sund
e
radv
e
r
s
i
t
s
t
r
e
s
s
y
MA Dong
f
ang1,2,YANG Yan1* ,HU Yi
f
eng1,YIN L
i
angwu1
1
.Eng
i
ne
e
r
i
J]. 长 江 大 学 学 报 (自 然 科 学
版),2023,20 (
2):96
106,129
.
MA DF,YANG Y,HU Y F,e
ta
l
.Genome
-wi
dei
den
t
i
f
i
c
a
t
i
ono
ft
hec
a
t
a
l
a
s
egenef
ami
l
n whe
a
tandana
l
i
so
ft
he
i
rexp
r
e
s
ha
tt
t
an
tr
o
l
ei
n whe
a
tr
e
s
i
s
t
anc
et
oab
i
o
t
i
candb
i
o
l
og
i
c
a
l
yp
s
t
r
e
s
s
.
Ke
r
d
s:whe
a
t(
Tr
i
t
i
cumae
s
t
i
vum L
.);c
a
t
a
l
a
s
egene (
CAT );b
i
o
i
n
f
o
rma
t
i
cபைடு நூலகம்
s;qRT-PCR;b
i
o
l
og
i
c
a
ls
t
r
e
s
sandab
ommon
y membe
wh
e
a
t(
T
r
i
t
i
c
um a
e
s
t
i
vum L
.)u
s
i
ngb
i
o
i
n
f
o
rma
t
i
c
sme
t
ho
d
swe
r
ei
d
e
n
t
i
f
i
e
d,a
ndt
h
e
i
rphy
l
o
e
n
e
t
i
cr
e
l
a
t
i
on
s
h
i
s,p
r
o
t
e
i
nc
h
a
r
a
c
t
e
r
i
s
t
i
c
s,
g
p
c
h
r
omo
s
omed
i
s
i
o
t
i
cs
t
r
e
s
s
ywo
[收稿日期]2022 03 25
[基金项目] 国家重点研发计划项目 “长江流域冬小麦化肥农药减施技 术 集 成 研 究 与 示 范” (
2018YFD0200506); 国 家 自 然 科 学 基 金
项目 “小麦农家品种白大头成株抗条锈基因 YrBa
i的精细定位”(
31501620)。
[]
[]
到目前为止,过氧化氢酶基因 (
CAT )已经在不同的植物中被鉴定出来,如拟南芥 8 、玉米 9 、水
稻[10]、大麦[11]。在拟南芥中,过氧化氢酶的转录水平在时间和空间上都受到调控,在发育过程中产生不
[关键词] 小麦 (
Tr
i
t
i
cumae
s
t
i
vum L
.);过氧化氢酶基因 (
CAT );生物信息学;qRT-PCR;生物胁迫与非生物胁迫
[中图分类号]Q78;Q945
.78
[文献标志码]A
[文章编号]1673 1409 (
2023)02 0096 11
Genome
-wi
d
ei
d
en
t
i
f
i
c
a
t
s
s
i
onl
eve
lo
fTaCAT4unde
rt
hes
t
r
e
s
so
fPowde
ry
ype
mi
ldew andFus
ar
i
umgrami
n
i
si
sh
i
rt
hant
ha
to
ft
hec
on
t
r
o
l
. TheqRT-PCRr
e
su
l
t
sshowt
ha
tt
heexp
r
e
s
s
i
ono
fTaCATsi
st
he
ghe
ts
t
r
e
s
swe
r
eana
l
z
edbyqRT-PCR
. Ther
e
s
i
s
t
anc
eo
fTaCAT3and
gene
y
TaCAT4 Ni
c
o
t
i
anab
en
t
hami
anal
e
ave
st
oi
n
f
e
s
t
a
t
i
onbyPhy
t
oph
t
ho
rai
n
e
s
t
an
s wa
sana
l
z
ed
. Ther
e
su
l
t
sshowt
i
y(
y),J
2
.KeyLabo
r
a
t
o
r
fI
n
t
eg
r
a
t
edPe
s
tManagemen
tonCr
opi
nCen
t
r
a
lCh
i
na,Mi
n
i
s
t
r
fAg
r
i
cu
l
t
ur
e;Hube
iKeyLabo
r
a
t
o
r
fCr
opDi
s
e
a
s
e
s,I
ns
e
c
t
yo
yo
yo
Pe
s
t
sand We
edsCon
t
r
o
· 96 ·
长江大学学报 (自然科学版) 2023 年 第 20 卷 第 2 期
l
.20No
.2
J
ou
rna
lo
fYang
t
z
eUn
i
v
e
r
s
i
t
Na
t
u
r
a
lS
c
i
enc
eEd
i
t
i
on) 2023,Vo
y(
马东方,杨艳,胡义锋,等. 小麦过氧化氢 酶 基 因 家 族 的 鉴 定 及 其 在 逆 境 胁 迫 下 的 表 达 模 式 分 析 [
l;I
ns
t
i
t
u
t
eo
fP
l
an
tPr
o
t
e
c
t
i
onandSo
i
lSc
i
enc
e,Hube
iAc
ademyo
fAg
r
i
cu
l
t
ur
a
lSc
i
enc
e
s,Wuhan430064,Hube
i
Ab
s
t
r
a
c
t:Ca
t
a
l
a
s
egene
si
np
l
an
t
sp
l
ayanimpo
r
t
an
tr
o
l
ei
nde
c
ompo
ime
st
ha
to
f0h
. Ther
e
su
l
t
so
fPhy
t
oph
t
ho
rai
n
e
s
t
an
si
n
f
e
c
t
i
on
y40t
f
showt
ha
tt
hel
e
s
i
ona
r
e
ao
fl
e
ave
st
r
ans
i
en
t
l
r
exp
r
e
s
s
i
ngTaCAT3andTaCAT4i
ss
i
i
f
i
c
an
t
l
l
l
e
rt
hant
ha
to
ft
hec
on
t
r
o
l
yove
gn
ysma
r
oup
.The
s
er
e
su
l
t
ssugge
s
tt
ha
texogenouss
t
r
e
s
sc
anenhanc
et
heexp
r
e
s
s
i
ono
fCAT gene
si
nwhe
a
t,andr
educ
et
hedamagec
aus
ed
g
bys
t
r
e
s
st
op
l
an
t
sbyr
f
与脱落酸反应的顺式元件,其中 TaCAT4 所包含的顺式作用元件 中 参 与 激 素 类 反 应 的 元 件 最 多。 转 录 组 数 据 表 明, 在 小 麦 的 不
同生长发育时期、生物胁迫和非生物胁迫中,TaCATs 在生物胁 迫 下 的 表 达 水 平 要 高 于 其 他 2 类, 其 中 TaCAT4 在 白 粉 菌 和 禾
[摘要] 植物过氧化氢酶 (
c
a
t
a
l
a
s
e) 基因 (
CAT ) 在分解过氧化氢以及应对各种环境胁迫中发挥着重要作用。为了进一步 了 解 过
氧化氢酶基因家族成员的功能,利用生物信息学方法从普通六倍体小麦 (
Tr
i
t
i
cumae
s
t
i
vum L
.) 中鉴定到 10 个过氧化 氢 酶 基 因
(
TaCATs),对其系统发育关系、蛋白质特征、染色体分 布、 基 因 结 构、 顺 式 元 件 和 转 录 组 进 行 了 初 步 分 析。 采 用 qRT-PCR 技
omeda
t
ashowt
ha
tt
heexp
r
e
s
s
i
onl
eve
lo
fTaCATsunde
rb
i
o
l
og
i
c
a
ls
t
r
e
s
si
sh
i
rt
hant
ha
to
ft
heo
t
he
r
p
ghe
twot
si
nd
i
f
f
e
r
en
tg
r
owt
handdeve
l
opmen
ts
t
age
so
fwhe
a
t,andt
heexp
r
e
谷镰刀菌胁迫下的表达量均高 于 对 照。qRT-PCR 结 果 表 明,TaCATs 在 激 素 类 胁 迫 中 的 表 达 量 最 高, 其 次 是 PEG 胁 迫。 其 中
TaCAT8 在 ABA 胁迫下2h 的表达量为0h 的250 倍以上,TaCAT6 在 PEG 胁迫下72h 的表达量接近0h 的40 倍。疫霉侵染结
s
i
on
yi
ys
t
t
e
r
nsunde
radve
r
s
i
t
t
r
e
s
s[
J].J
our
na
lo
fYang
t
z
eUn
i
ve
r
s
i
t
Na
t
ur
a
lSc
i
enc
eEd
i
t
i
on),2023,20 (
2):96
106,129
.
pa
ys
y(
小麦过氧化氢酶基因家族的鉴定
及其在逆境胁迫下的表达模式分析
马东方1,2,杨艳1* ,胡义锋1,尹良武1
术分析了小麦 CAT 基因在激素类胁迫、干旱胁迫 和 盐 胁 迫 等 胁 迫 下 的 的 表 达 模 式,并 采 用 马 铃 薯 晚 疫 病 致 病 疫 霉 (
Phy
t
oph
t
ho
r
a
i
n
e
s
t
an
s)对瞬时过表达的 T
aCAT 3 和 T
aCAT 4 烟草叶片进行抗疫霉侵染能力分析。结果表明,激素类顺式元件中数量最多的是参
i
ono
ft
h
ec
a
t
a
l
a
s
eg
en
ef
ami
l
nwh
e
a
tandana
l
s
i
so
ft
h
e
i
r
yi
y
e
xp
r
e
s
s
i
onpa
t
t
e
rn
sund
e
radv
e
r
s
i
t
s
t
r
e
s
s
y
MA Dong
f
ang1,2,YANG Yan1* ,HU Yi
f
eng1,YIN L
i
angwu1
1
.Eng
i
ne
e
r
i
J]. 长 江 大 学 学 报 (自 然 科 学
版),2023,20 (
2):96
106,129
.
MA DF,YANG Y,HU Y F,e
ta
l
.Genome
-wi
dei
den
t
i
f
i
c
a
t
i
ono
ft
hec
a
t
a
l
a
s
egenef
ami
l
n whe
a
tandana
l
i
so
ft
he
i
rexp
r
e
s
ha
tt