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大豆KUP/HAK/KT钾转运体基因家族的鉴定与表达分析
  • ISSN号:1000-4025
  • 期刊名称:《西北植物学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q786[生物学—分子生物学] Q789[生物学—分子生物学]
  • 作者机构:[1]河南科技学院.现代生物育种河南省协同创新中心,河南新乡453003, [2]河南省农业科学院,郑州450002
  • 相关基金:国家自然科学基金(31601347);河南省高等学校重点科研项目(15A210001);河南科技学院高层次人才计划(2014004);河南科技学院大学生创新训练计划(2016CX006)
中文摘要:

该研究基于已公布的大豆基因组序列信息,对大豆KUP/HAK/KT钾转运体基因家族进行了全基因组鉴定,并对该家族成员的基因特征、蛋白结构、染色体定位、基因复制和表达模式等进行了全面分析,为进一步了解该家族基因的功能及培育钾高效大豆品种提供理论支撑。结果表明:(1)在大豆基因组中共鉴定30个KUP/HAK/KT基因(简写为GmHAK01~GmHAK30),这些基因分布在大豆的15条染色体上,串联复制和片段复制可能导致了GmHAKs基因在大豆基因组中的扩增。(2)大豆GmHAKs蛋白间序列一致性很高,均具有12~14个跨膜区,且都定位于质膜上。(3)进化分析表明大豆GmHAKs可聚为4个进化簇ClusterⅠ~Ⅳ,其中ClusterⅡ的成员数目最多(16个),ClusterⅣ的成员数目最少(1个)。(4)所有GmHAKs基因均包含内含子和外显子,其内含子数目在7~9个之间,且同一亚家族的GmHAKs基因大部分具有相似的内含子外显子分布模式。(5)表达模式分析表明,大豆GmHAKs的表达大致可分为两类:一类是一些组织特异性表达的基因,包括了ClusterⅠ和ClusterⅣ的全部成员,ClusterⅡ的部分成员,他们在根(GmHAK30和GmHAK04)、花(GmHAK03和GmHAK15)、荚(GmHAK10)或种子(GmHAK25)中表达量很高;另外一类是一些非组织特异性表达的基因,包括了ClusterⅢ的全部成员和ClusterⅡ的部分成员,这些基因(GmHAK05、〖JP2〗GmHAK17和GmHAK28等)在所有被检测的组织中均有较高的表达;KUP/HAK/KT家族基因表达模式在不同进化簇的差异化结果表明,其在进化过程可能受到了选择的作用。〖JP〗以上研究结果为今后研究KUP/HAK/KT家族基因功能及定向改良大豆的钾吸收物性提供了重要的基因信息,也为大豆钾高效品种的选育提供了理论基础。

英文摘要:

In this study,we performed the genomewide identification of the KUP/HAK/KT family genes in soybean based on soybean genome sequence information.We also analyzed the gene character,protein structure,chromosome location,gene duplication and expression pattern of the family members.Our results showed that:(1)30KUP/HAK/KT transporter genes(GmHAK01-GmHAK30)had been identified in soybean genome,which were distributed on15chromosomes of soybean;The segmental duplication and tandem duplication were the contributors to the expansion ofGmHAKs genes in soybean genome.(2)The sequence identity of GmHAKs was very high,and all of them had12-14transmembrane regions,and were located on the plasma membrane.(3)Phylogenetic analysis indicated that the GmHAKs in soybean can be classified into4clusters:ClusterⅠ-Ⅳ,and the number of ClusterⅡmembers was the most(16),and the number of ClusterⅣmembers was the least(1).(4)Gene structure analysis revealed that allGmHAKsgenes had intron and exon.The intron number was between7-9,and GmHAKs genes in the same subfamily exhibited similar exonintron pattern.(5)Expression pattern analysis showed that the expression ofGmHAKscan be roughly divided into two categories:one is the expression of some tissuespecific genes,including all members of ClusterⅠand ClusterⅣ,part members of ClusterⅡ.These genes expressed highly in root(GmHAK30andGmHAK04),or flower(GmHAK03andGmHAK15),or pod(GmHAK10),or seed(GmHAK25);The other is the expression of some nontissue specific genes,including all members of ClusterⅢ,part members of ClusterⅡ,these genes(GmHAK05,GmHAK17and GmHAK28)were highly expressed in all the examined tissues.The differential gene expression patterns of KUP/HAK/KT gene family in different evolutionary clusters suggested that it may be affected by selection in the process of evolution.The above results not only provide the important gene information for studying the KUP/HAK/KT gene function and the characteristics of potassium absorption in soybean,b

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期刊信息
  • 《西北植物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:西北农林科技大学 陕西省植物学会
  • 主编:赵忠
  • 地址:陕西杨陵邰城路3号西北农林科技大学
  • 邮编:712100
  • 邮箱:xbzwxb@vip.163.com
  • 电话:029-87082936
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4025
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1091/Q
  • 邮发代号:52-73
  • 获奖情况:
  • 全国优秀期刊,中国自然科学核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:46104