【摘 要】
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VQ蛋白（Valine-glutamine motif containing proteins）是一类具有“Fxxx VQx LTG”保守氨基酸序列的植物非特异性蛋白。研究表明该家族基因在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要作用,但在马铃薯（Solanum tuberosum）中研究较少。本研究采用生物信息学方法对StVQ基因家族成员的基本特征进行了分析,并使用q RT-PCR方法验证了其对多种胁迫
【基金项目】
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陕西省重点研发计划重点产业链-农业领域（编号:2021ZDLNY01-08）；
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VQ蛋白（Valine-glutamine motif containing proteins）是一类具有“Fxxx VQx LTG”保守氨基酸序列的植物非特异性蛋白。研究表明该家族基因在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要作用,但在马铃薯（Solanum tuberosum）中研究较少。本研究采用生物信息学方法对StVQ基因家族成员的基本特征进行了分析,并使用q RT-PCR方法验证了其对多种胁迫的响应情况。分析了该家族成员在组织中和胁迫处理下的表达模式。最后,克隆了该家族的StVQ31基因,进行转基因功能验证以期能够全面解析马铃薯V Q基因的进化、结构以及基本功能,为更深层次的StVQ功能验证和作用机理分析提供支撑。取得的主要结果如下:（1）鉴定得到了37个马铃薯VQ成员,依次命名为:StVQ1～StVQ37。染色体定位分析表明,该家族成员依次分布在马铃薯的12条染色体上。其中的34个成员序列中不含有内含子,表明马铃薯VQ蛋白VQ保守结构域是高度保守的。依照序列特征可将该家族分为9个亚家族,多序列比对结果显示StVQ家族蛋白存在7种变异类型,表明其在马铃薯中可能具有广泛的作用。种内共线性分析共发现了1对串联重复基因（StVQ31/StVQ32）和7对片段重复基因（StVQ35/StVQ8、StVQ9/StVQ19、StVQ36/StVQ11、StVQ34/StVQ14、StVQ34/StVQ16、StVQ18/StVQ24、StVQ30/StVQ23）。对蛋白网络预测分析推断其与StWRKY存在互作,RNA-seq数据则显示StVQ基因在马铃薯的不同组织表达有差异,而且在不同胁迫下的表达量变化也不同。（2）逆境响应试验结果表明:冷胁迫时StVQ31能够迅速响应,表达量在3h达到最大,为对照的9倍;而在盐胁迫时StVQ31响应更为迅速,3h为对照的15倍;干旱胁迫时表达量在24h尚未结束,显著上调。结合其在PGSC数据库各组织中具有较高的表达量,因此选择将StVQ31基因作为后续研究的对象。（3）利用双元过表达载体pCAMBIA1300构建StVQ31基因的过表达植株,结果表明过量表达StVQ31转基因拟南芥株系在种子萌发阶段减弱了对胁迫的抗性,表现为种子萌发率降低;幼苗的根长增加,增强了对胁迫的抗性;幼苗阶段增强了对干旱胁迫的抗性。综上所述,StVQ31基因参与响应非生物胁迫。
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