在燕麦（Avena sativa L）中，对肌动蛋白解聚因子（Actin-Depolymerizing Factor，ADF）基因家族进行全基因组识别及应激响应表达分析

《BMC Plant Biology》：Genome-wide identification and stress-responsive expression analysis of the Actin-Depolymerizing Factor (ADF) gene family in Avena sativa L

燕麦ADF基因家族基因组鉴定及胁迫响应研究。基于Sang.v1.1参考基因组，系统鉴定出18个AsADF基因，通过系统发育和顺式作用元件分析确认其分类及调控特征，发现AsADF9、13、14在四类非生物胁迫下显著上调，为解析燕麦胁迫响应机制及分子育种提供理论支撑。

　　

摘要

背景

燕麦（Avena sativa L.）是一种全球重要的谷物作物，其籽粒和饲料都具有很高的价值。肌动蛋白解聚因子（Actin Depolymerization Factors, ADFs）是一类高度保守的真核蛋白质，能够促进肌动蛋白细胞骨架的重组。越来越多的证据表明，ADF在植物生长、发育和应激反应中发挥着关键作用。然而，在具有较强非生物胁迫耐受性的燕麦物种中，AsADF家族尚未进行全基因组范围的鉴定。

结果

本研究从燕麦参考基因组（Sang.v1.1）中鉴定出了18个ADF基因（AsADF），并将其定位到12条不同的染色体上。根据系统发育分析，这些基因被分为四组，这一分类结果通过它们的结构以及编码蛋白中保守基序的分布得到了验证。同线性分析显示燕麦和小麦的ADF之间存在密切关系。大多数AsADF家族基因的启动子含有与生长、发育和应激反应相关的顺式元件，这表明它们可能参与这些生物学过程。亚细胞定位预测结果显示ADF主要位于细胞质中，这一定位与其在细胞骨架维持中的作用一致。qRT-PCR分析表明，大多数ADF在昼夜节律下表现出差异表达模式，并且会对各种非生物胁迫作出反应。其中，B组中的AsADF9、13和14在所有四种非生物胁迫条件下均表现出显著的表达变化，这表明它们在非生物胁迫抗性中起着重要作用。

结论

本研究揭示了AsADF基因在燕麦应对各种非生物胁迫过程中起着关键作用。值得注意的是，AsADF9、13和14在胁迫条件下表达显著增强，这表明它们是介导燕麦应激反应的关键候选基因。总之，本研究为分析燕麦的胁迫抗性分子机制奠定了理论基础，并为通过分子育种提高胁迫抗性提供了宝贵的见解。