天门冬属CYP51基因家族鉴定及在非生物胁迫中的响应

　　

摘要：

目的 甾醇14α-去甲基化酶（sterol 14α-demethylase, CYP51）是植物甾醇生物合成途径中的关键酶，在植物应对非生物胁迫中发挥重要作用。从天门冬属全基因组范围内鉴定CYP51基因家族成员，分析其分子特征及验证大理天门冬AtaCYP51G2基因在非生物胁迫的响应功能，为理解天门冬属植物的抗逆分子机制提供依据。 方法 利用生物信息学方法，鉴定了天门冬属大理天门冬、芦笋和文竹的CYP51基因家族成员，分析其理化性质、染色体定位、基因复制、系统进化、基因结构和启动子顺式作用元件等。通过构建AtaCYP51G2转基因拟南芥株系，在干旱、盐和渗透胁迫条件下，对其进行表型观察和生理生化指标测定。利用实时荧光定量PCR检测转基因株系中基因的表达水平及胁迫处理下AtaCYP51G2的表达变化。 结果 共鉴定出天门冬属植物4个CYP51基因家族成员。启动子分析显示存在激素和胁迫响应元件，在AtaCYP51G2中富集。亚细胞定位实验表明AtaCYP51G2定位于内膜系统。过表达AtaCYP51G2增强了转基因拟南芥对干旱和渗透胁迫的耐受性，对盐胁迫下的氧化损伤也有一定的缓解作用。 结论 天门冬属CYP51基因家族成员数量少，在基因结构和蛋白序列上高度保守。过表达AtaCYP51G2增强了转基因拟南芥对干旱、盐和渗透胁迫的耐受性，为改良天门冬属植物的抗逆性提供了理论基础和潜在基因资源。