玉米NRL基因家族鉴定与逆境表达分析

NRL(NPH3/RPT2-Like)是植物所特有的一类光响应蛋白,在向光素信号途径中发挥重要作用.利用生物信息学手段结合qRT-PCR技术,在玉米基因组水平对该家族基因进行鉴定并对其编码蛋白的性质、结构、进化、生育期组织表达和逆境表达进行分析.结果鉴定了31个ZmNRL基因,不均匀地分布于玉米9条染色体上,编码的氨基酸序列长度在464～749个,预测具有叶绿体、细胞核和细胞质等亚细胞定位.依据蛋白保守性将ZmNRL家族划分为四大类,基因结构也具有一定的保守性,多数基因含有4个外显子.基因启动子存在大量脱落酸、茉莉酸、光响应和抗氧化等顺式元件分析,其中G-box和Sp1等两类光相关元件数量较多.ZmNRL家族基因在生育期组织部位表达具有一定的时空特异性,总体表达量不高,仅有ZmNRL2、ZmNRL4、ZmNRL24和ZmNRL29相对高表达.通过生育期组织表达数据共表达及其模块GO富集分析发现,6个ZmNRL基因可通过叶绿体等生物发生及组装生物过程,参与对叶片生长发育的调控.qRT-PCR结果表明,高温处理玉米幼苗ZmNRL12上调表达显著,干旱、盐和病原物接种处理ZmNRL5、ZmNRL7和ZmNRL19基因下调表达.综上,在玉米基因组鉴定出31个ZmNRL基因,该家族基因不仅具有明显的组织表达特异性,而且可参与玉米幼苗对生物和非生物逆境应答.