甘薯IbNRT2基因家族全基因组鉴定和表达分析

王芳; 乔帅; 宋伟; 崔鹏娟; 廖安忠; 谭文芳; 杨松涛; 《生物技术通报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：[目的]鉴定甘薯高亲和硝酸盐转运体NRT2家族成员,分析其理化性质、基因结构和不同胁迫下表达分析,为甘薯NRT2家族成员功能鉴定提供理论支持.[方法]利用NCBI和甘薯基因组数据库,采用生物信息学、转录组分析和低氮表型筛选等方法,系统鉴定IbNRT2基因成员,并对其基因结构、保守基序和表达特性等进行分析.[结果]在甘薯全基因组中鉴定到7个IbNRT2高亲和硝酸盐转运体基因.理化性质分析结果显示,IbNRT2家族成员编码氨基酸残基数为462-536,理论等电点均大于7,且所有编码蛋白为疏水蛋白.7个甘薯IbNRT2和9个近缘野生二倍体甘薯(Ipomoea trifida)ItfNRT2基因均分布在5条染色体上.系统进化树分析显示,7个IbNRT2家族成员分成3个亚组,甘薯与野生二倍体的亲缘关系最近.顺式作用元件分析表明,IbNRT2基因启动子区域存在大量环境及激素类响应元件,其中光信号响应元件最多.甘薯种内共线性关系显示,7个IbNRT2基因存在2对共线性关系;种间共线性关系结果显示,甘薯与野生二倍体ItfNRT2基因之间形成7对共线性关系,与拟南芥AtNRT2形成4对共线性关系.不同部位组织和盐胁迫表达分析结果揭示IbNRT2.7具有较为广泛的表达,在种子和叶片中表达最高且受盐胁迫诱导表达上调;IbNRT2.1、IbNRT2.2主要在根部表达且受盐胁迫诱导表达下调.在不同氮处理甘薯品种中进行RT-qPCR分析,结果揭示IbNRT2.1和IbNRT2.2受低硝酸盐诱导最明显,且在氮高效甘薯品种中(川薯221、川薯228、西成薯007)的诱导表达倍数高于氮低效甘薯品种(普薯32、绵紫薯9).[结论]甘薯中鉴定出7个IbNRT2基因,在不同部位、盐胁迫和低氮胁迫下的表达模式存在差异,为进一步研究IbNRT2在不同部位的功能奠定基础.

关键词： 甘薯 NRT2基因 组织表达模式 盐胁迫表达模式 低氮表型