玉米KCS家族的全基因组鉴定与胁迫响应分析

皮博艺; 聂治; 杜文平; 余桂容; 甘雨; 宋军; 《西南农业学报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：【目的】鉴定玉米β-酮酰辅酶A合成酶(KCS)家族基因，并对其进行生物信息学和胁迫应答分析，为玉米的遗传改良提供优异的基因参考。【方法】根据拟南芥KCS家族序列，在玉米基因组中筛选鉴定KCS家族成员，采用生物信息学技术对ZmKCS家族成员进行聚类分析、染色体定位、倍增基因分析、基因与蛋白结构分析，并进一步预测KCS家族基因上游顺式作用元件的类型和数目，结合干旱和盐胁迫下ZmKCS家族的表达水平，鉴定兼具抗旱抗盐的优异基因资源。【结果】在玉米基因组数据库中鉴定出39个ZmKCS蛋白，分布在玉米基因组的9条染色体上，聚类于同一亚族的基因具有相似的基因结构和蛋白结构，进化相对保守，同时在玉米KCS家族中发现基因复制现象，揭示KCS家族基因之间可能存在功能冗余；ZmKCS基因上游存在着大量与干旱胁迫应激相关的顺式作用元件，表明ZmKCS基因可能在干旱胁迫等非生物胁迫中发挥重要功能，ζ亚族中ZmKCS1、ZmKCS7、ZmKCS8和ZmKCS10经PEG和NaCl诱导后上调倍数较高，这几个基因可能更具有耐干旱和盐胁迫的潜力。【结论】玉米KCS家族基因具有抗旱抗盐的潜力，通过生物信息学分析以及PEG和NaCl诱导下的玉米KCS基因的表达模式，鉴定出4个最具潜力的基因资源可用于玉米耐旱耐盐品种的遗传改良。

关键词： 玉米 β-酮酰辅酶A合成酶 生物信息学 胁迫响应