蚕豆自噬基因鉴定及响应干旱胁迫分析

[目的]根据转录组测序结果鉴定蚕豆自噬(Augophagy,ATG)基因,分析其对干旱胁迫的响应,为深入研究该类基因在干旱胁迫下的作用机制提供理论参考.[方法]利用蚕豆干旱胁迫转录组测序(RNA-seq)数据,根据swiss-port、NCBI、Ensemble等数据库的注释,筛选和鉴定蚕豆ATG基因;通过Smart、MEGA-X、MEME等软件进行保守结构域、亚细胞定位预测、系统发育树和motif等进行生物信息学分析.基于转录组数据,分析ATG基因在蚕豆CDAS105(耐旱)和鄂蚕1号(敏感)品种中干旱胁迫下的表达差异.[结果]筛选注释得到12个蚕豆ATG基因,均含有Autophagy结构域.根据C端结构域的不同将其分成5个亚族:ATG3、ATG6、ATG8、ATG18和ATG26.蚕豆ATG基因与拟南芥、玉米、水稻、酵母共同构建的进化树,发现同一C 端结构域的基因聚集在一起.亚细胞定位预测结果显示:11个蚕豆ATG 基因定位于细胞外,1个ATG蛋白定位于细胞质中.基因结构分析表明,蚕豆ATG家族基因的DNA序列中均无内含子,且均由UTR区和CDS区组成.保守基序分析鉴定出这些蛋白含有20个mortif.基于干旱胁迫转录组数据的ATG基因表达模式分析结果显示,ATG18b、ATG18c和ATG8a在干旱处理16或64 h后在抗旱品种中较敏感品种表达上调,且ATG8a在抗旱品种中随着干旱处理时间的增加表达进一步增强.[结论]从蚕豆中鉴定得到了 12个ATG基因,分布于5个亚家族,ATG8a、ATG18b和ATG18c响应干旱胁迫,可以作为潜在的基因资源改良蚕豆种子萌发耐旱能力.