陆地棉天冬氨酸蛋白酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析

天冬氨酸蛋白酶(aspartic proteinases,APs)是一类重要的蛋白水解酶,其在植物生长发育、抗病及逆境胁迫过程中发挥着重要的调控作用.目前,有关植物APs的研究报道较少,且在棉花中还没有相关报道.本研究基于陆地棉最新基因组数据库,共鉴定出87个APs(GhAPs)成员,并对其结构、启动子顺式作用元件及表达模式进行了分析.结果表明:陆地棉87个APs成员中,只有83个拥有两个完整的ASP保守位点;系统进化树分析将其聚类为典型(A)、类珠型(B)和非典型(C)三大类;染色体定位显示GhAPs基因在除A04外的所有染色体上均有分布,且发现5对串联重复基因;共线性分析发现,GhAPs基因间存在大量的共线性,且每个GhAPs基因与1～4个基因间存在共线性关系,这进一步说明GhAPs在进化过程中可能发生了基因复制事件,导致了 APs家族的扩张.启动子顺式作用元件预测及组织表达分析结果表明,GhAPs基因可能参与调控陆地棉种子萌发、胚珠发育及花药形成等生长发育阶段,同时在抵御干旱、低温、伤口胁迫及响应ABA、GA、MeJA等激素调控过程中发挥重要作用.本研究结果为后期深入探究GhAPs功能,提高棉花产量、增强棉花耐逆性等方面研究提供一定的理论参考.