大豆GmPBS1基因家族鉴定及分析

PBS1(AvrPphB susceptible 1)参与植物免疫反应,对植物免疫系统有着重要作用.为探究PBS1基因家族在大豆免疫系统中的作用机制,文章通过大豆基因组鉴定大豆PBS1基因家族成员,利用生物信息学软件及网站对大豆GmPBS1基因家族成员染色体位置、系统进化关系、保守motif、表达特征及启动子元件等进行分析.结果表明,大豆GmPBS1基因家族包含33个成员,不均等地分布在18条染色体上,分为Group A和Group B 2个亚族.亚细胞定位预测表明,大豆GmPBS1基因在细胞核、细胞质、细胞膜、线粒体和叶绿体中均有分布,主要定位于细胞核中.通过外显子-内含子可视化分析表明,同一亚族的基因结构不同,预示着GmPBS1在进化过程中可能出现了新的功能.进化树及共线性分析显示大豆GmPBS1基因家族存在 4 个复制基因对,分别为 Glyma.07G136900 和 Glyma.07G195100、Glyma.11G147944 和Glyma.12G074000、Glyma.14G025200 和 Glyma.02G289800、Glyma.03G176500 和 Glyma.03G253800.通过对大豆GmPBS1基因家族在不同组织中的表达量进行分析后发现,大豆GmPBS1基因在花和根组织发育中发挥重要作用.RT-qPCR结果显示,PBS1-1、PBS1-2和PBS1-3这3个基因在花、根和根瘤中均有着较高的表达量,推测大豆GmPBS1基因家族可能与花、根和根瘤的发育调控有关.大豆GmPBS1基因家族的启动子区元件多与抗逆和免疫相关,推测GmPBS1对植物免疫系统抵御逆境胁迫存在某种复杂作用机制,在大豆生长发育、开花结果、衰老死亡的整个生长过程中均发挥重要作用.通过蛋白网络互作预测发现,与PBS1蛋白互作的蛋白多为免疫相关蛋白,因此推测PBS1可能与植物免疫相关,在抗病方面发挥重要作用.