草莓SnRK2基因家族的鉴定与表达分析

蔗糖非酵解相关蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase,SnRK)是一类植物特有的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)类蛋白激酶,在植物抗逆研究中扮演着重要的角色.为探究草莓(Fragaria vesca)中SnRK2基因家族的数量、结构以及响应非生物胁迫表达的差异性,以拟南芥(Arabidopsis thaliala)和水稻(Oryza sativa)SnRK2基因保守序列为基础,使用生物信息学工具,对草莓SnRK2基因家族成员进行同源比对,对其基因结构、系统进化、保守基序、蛋白理化性质、蛋白二级结构和顺式作用元件等进行分析,并采用qRT-PCR对基因在模拟逆境胁迫下的表达情况进行分析.结果显示,从草莓基因组数据库中鉴定得到10个SnRK2基因家族成员,分为3个亚族,编码氨基酸数为258～364个,分子量为29469.75～41481.68 D,理论等电点介于4.68～9.10之间,分布于草莓4条染色体上.基因结构和motif分析表明,多数基因有9个外显子;同一亚族的motif分布情况基本相似.亚细胞定位预测结果表明,FvSnRK2基因家族主要在细胞质中表达.蛋白二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主.上游2 kb顺式作用元件分析显示,FvSnRK2基因家族所有成员均含有MYB和MYC转录因子应答元件.qRT-PCR分析表明,FvSnRK2基因家族成员中,有5个基因在10％PEG6000处理后12 h时相对表达量最高,FvSnRK2.4响应最明显,为0 h的15倍;100μmol/L脱落酸(abscisic acid,ABA)处理后有6个基因相对表达量在24 h时最高,2个基因在12 h时最高,且FvSnRK2.5和FvSnRK2.9响应强烈,分别为0 h时的16.2倍和42.4倍;7个基因在200 mmol/L NaCl处理后相对表达量在2 h时最高,FvSnRK2.10响应强烈,为0 h时的65.2倍,FvSnRK2.5在12 h时最高,为0 h时的94.7倍.FvSnRK2.5和FvSnRK2.10在ABA和NaCl处理后响应强烈,在草莓抗逆境信号调节中有重要的调节作用.本研究为草莓SnRK2基因功能验证及育种工作提供了理论参考.