【摘 要】
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类硫素基因Thil(Thionin-like)在植物防御系统中具有抗病原微生物的活性,在拟南芥中已对其功能进行验证,但在大麦(Hordeum vulgare L.)等作物上研究相对较少。本文对大麦Thil基因家族进行鉴定和分析,通过序列组成、基因结构、染色体分布和蛋白功能预测,并基于系统进化树、表达热图、基因启动子元件和亚细胞定位对该基因家族进行鉴定和分析。利用q RT-PCR技术进行表达模式分析
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类硫素基因Thil(Thionin-like)在植物防御系统中具有抗病原微生物的活性,在拟南芥中已对其功能进行验证,但在大麦(Hordeum vulgare L.)等作物上研究相对较少。本文对大麦Thil基因家族进行鉴定和分析,通过序列组成、基因结构、染色体分布和蛋白功能预测,并基于系统进化树、表达热图、基因启动子元件和亚细胞定位对该基因家族进行鉴定和分析。利用q RT-PCR技术进行表达模式分析,观察其在胁迫条件下表达量变化,进行初步功能分析,进一步以1000份核心种质资源进行基因单倍型分析,得到主要结论如下:1、利用大麦基因组数据,在大麦全基因组水平上分析了Thil基因家族成员,共鉴定出7个Thil基因,其长度在227-414bp不等,分别位于大麦1H、2H、4H、5H、6H染色体上。对大麦、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa L)的Thil蛋白构建系统进化树分析发现,三个物种的Thil蛋白可分为4组。Thil基因家族成员主要在叶片、发育四天的胚胎组织、幼根和成熟根等组织中有所表达。2、Thil蛋白结构分析表明,Thil1、Thil2、Thil4和Thil7有跨膜结构域,Thil3、Thil5和Thil6无跨膜结构域,除Thil4存在一定的差异外,其它家族成员序列都较为保守,所有成员都有信号肽。该家族与多数氨基酸存在相互作用(配体概率100%),与氯离子、柠檬酸阴离子、磷酸根离子和硫酸根离子等,成为真实配体的概率最大。3、利用q RT-PCR分析Thil基因在盐胁迫、外源ABA胁迫和机械损伤胁迫下的表达模式,发现所有的Thil基因都能响应这三种胁迫,表达模式各不相同。4、亚细胞定位结果显示,除未克隆成功的Thil4和Thil5之外,Thil1和Thil2主要定位于细胞膜和细胞质上,Thil3和Thil7位于细胞膜上,Thil6定位于叶绿体。5、大麦单倍型分析发现,Thil2基因的变异是最多的,其在胁迫下的表达量也是处于高表达水平,该基因可能对于未来大麦的抗逆改良具有潜在价值。
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