谷子木质素单体生物合成基因的筛选及低氮胁迫分析

[目的]木质素在保持细胞壁结构的完整性、水分输送、机械支撑以及抵抗各种生物和非生物胁迫等起着关键作用。不同物种间木质素合成途径、木质素单体组成和含量存在一定差异。[方法]利用生物信息学手段筛选谷子（Setaria italica）中参与木质素单体生物合成的多种酶家族候选基因;利用晋谷21号的超早熟突变体xiaomi转录组数据,比较其时空表达模式,并进一步筛选各家族中的关键成员;最后,利用xiaomi低氮胁迫前后各候选基因表达差异分析,明确木质素合成途径中可能响应低氮胁迫的关键基因。[结果]本研究筛选到参与木质素单体合成的PAL、C4H、4CL、HCT、C3’H、CCoAOMT、F5H、COMT、CCR、CAD和CSE家族成员分别为10、4、6、3、1、5、1、11、13、17个,其中有21个基因被推测真正参与谷子的木质化过程,有32个基因参与谷子的低氮胁迫。[结论]谷子木质素合成关键酶家族基因的鉴定和表达分析,以及氮胁迫响应基因的筛选,为开拓通过调节谷子木质素组成,改善谷子茎秆机械强度、抗逆性能和生物质有效利用的新途径奠定了基础。     

谷子组蛋白H3基因家族的鉴定与分析

组蛋白（Histone）是构成染色质的基本结构蛋白，其中组蛋白H3的氨基酸序列十分保守，并且其在维持染色质结构稳定性、调控植物生长发育以及应对环境变化方面具有重要作用。为探究谷子组蛋白H3基因家族成员的结构和功能，为谷子组蛋白H3的生物学功能研究奠定理论基础，研究从xiaomi和豫谷1号(YG1)基因组中分别鉴定出15个组蛋白H3基因，并依次命名为SiH3.1～SiH3.15；进而利用生物信息学技术比较并分析SiH3在染色体上的分布情况、系统进化关系、基因结构、保守基序、保守结构域、启动子顺式作用元件、亚细胞定位及组织表达情况。结果表明，除xiaomi中的SiH3.2和SiH3.13、YG1中的SiH3.10.1和SiH3.11.1外，其他基因在染色体的位置均一一对应。进化关系结果显示，SiH3分属4类，其中，xiaomi的4个类别中依次有6、1、6、2个基因，YG1依次有4、2、7、2个基因；2个品种亚组内基因间结构、保守基序、结构域相似，亚细胞定位均在细胞核；启动子顺式作用元件主要与植物生长发育调控、逆境响应相关。表达模式结果显示，同属于H3.3亚组的SiH3.7和SiH3.15在...