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甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX基因家族鉴定及其在块根发育中的表达分析

文献类型： 中文期刊

作者： 郎涛 1 ; 彭梅芳 1 ; 李明 2 ; 蒲志刚 1 ; 张聪 1 ; 屈会娟 1 ; 杨飞洋 1 ; 冯俊彦 1 ;

作者机构： 1.四川省农业科学院生物技术核技术研究所

2.重庆师范大学生命科学学院

关键词： 三浅裂野牵牛;KNOX基因家族;进化;基因表达;块根发育

期刊名称： 核农学报

ISSN： 1000-8551

年卷期： 2024 年 38 卷 011 期

页码： 2054-2065

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为探究甘薯近缘种三浅裂野牵牛KNOX(ItrKNOX)基因家族在块根发育过程中的作用，本研究在基因组水平对ItrKNOX基因家族进行了鉴定，并利用转录组测序技术对ItrKNOX基因在三浅裂野牵牛Y22块根发育不同阶段的表达量变化进行了分析。共鉴定到分布于10条染色体的12个ItrKNOX基因。进化分析显示，这些ItrKNOX基因可分为Class Ⅰ、Class Ⅱ和Class M三类，KNOX家族基因的类型和数目在三浅裂野牵牛、三裂叶薯、牵牛和圆叶牵牛这4个甘薯属二倍体物种基因组中都较为稳定，其中三浅裂野牵牛和三裂叶薯的亲缘关系较近。对ItrKNOX基因启动子区进行分析，发现多个与生长发育、植物激素、光和逆境胁迫相关的顺式作用元件。转录组分析显示，在Y22块根发育过程中，不同ItrKNOX基因表达模式不同。其中，Class M基因ItrKNOX12几乎不表达，而ItrKNOX02、ItrKNOX03、ItrKNOX09和ItrKNOX10在整个根部发育过程中持续高表达。从不定根时期到块根发育期，ItrKNOX01～ItrKNOX03、ItrKNOX05、ItrKNOX09和ItrKNOX11的表达量明显上调，ItrKNOX08的表达量明显下调。值得注意的是，ItrKNOX06在块根膨大到直径大于2 mm后表达量才明显上调，ItrKNOX07在不定根和成熟块根中表达水平明显低于发育中的块根。本研究为探索甘薯及其近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX家族基因的功能和调控机制提供了参考。

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