玉米PLCs基因家族鉴定及表达谱分析

磷脂酶C (phospholipase C,PLC)是一类能够水解磷脂的酶,作为磷脂酶家族中的一员,在调节植物生长及响应逆境胁迫中发挥重要作用.本文通过对ZmPLCs蛋白的系统发育、其基因结构及启动子中的逆境相关顺式作用元件数量,以及基因的组织特异性表达模式等生物信息学进行研究;并用NaHC03和低温处理玉米转录组数据,构建ZmPLCs基因表达谱.结果显示,在玉米基因组水平上共鉴定出9个玉米PLCs基因,基于玉米PLCs水解底物的不同,9个ZmPLCs基因被分为2个亚族,分别定位在玉米的1、2、3、5和9号染色体上.ZmPI-PLCs编码蛋白包含典型的X、Y和C2结构域,ZmNPCs蛋白包含典型的磷酸酯酶结构域,ZmPLCs蛋白N端由延长链和螺旋结构组成,多定位于线粒体和叶绿体.ZmPLCs基因替换发现ZmPLCs家族可能是通过变异进行扩增的.在9个ZmPLCs基因启动子上包括脱落酸、盐和低温等激素和非生物胁迫相关元件高度富集,转录组数据分析ZmPI-PLC2和ZmNPC2上调响应NaHC03,ZmPI-PLC5和ZmNPC3上调响应低温,ZmPI-PLC3和ZmPI-PLC4与玉米根系发育有关,这与基因表达模式相印证,进一步表明玉米PLCs基因参与植物对多种非生物逆境的响应,以及作物对非生物抗性利用的潜在应用价值.