Cicer arietinum L. 中含有酪氨酸硫酸化（PSY）基因家族的肽的全基因组调查与表达分析

《BMC Genomics》：Genome-wide survey and expression analysis of peptides containing tyrosine sulfation (PSY) gene family in Cicer arietinum L.

植物生长由小分泌肽调控，但酪氨酸硫酸化肽（PSY）的功能机制尚不明确。本研究通过生物信息学方法鉴定了鹰嘴豆中7个CaPSY基因，发现其分布在4条染色体上，系统发育分析显示9个群组，基因含1-2个内含子且C端均具有PSY结构域。启动子检测到激素响应元件（ABRE/AuxRE等）和胁迫相关元件（MBS），表达模式在多种组织和非生物胁迫下呈现差异，并鉴定出潜在靶向miRNA。该研究为鹰嘴豆抗逆育种和精准编辑提供资源基础。

　　

摘要

背景

植物的生长和发育过程受到小型分泌肽的严格调控，然而，含有酪氨酸硫酸基团的肽（PSY）的功能和机制仍不清楚。在鹰嘴豆中，关于PSY基因家族的知识仍然有限。

结果

本研究采用全面的生物信息学方法，鉴定并表征了鹰嘴豆基因组中的七个CaPSY基因。分析内容包括染色体定位、进化关系、基因结构、保守基序识别、启动子结构、预测靶向PSY的miRNA以及表达谱分析。染色体图谱显示，CaPSY基因主要集中在四个特定的染色体上，而不是在整个基因组中均匀分布。系统发育分析将它们分为九个不同的组，每个组又进一步细分为亚组。此外，CaPSY基因通常包含一到两个内含子。氨基酸序列比较表明，每个CaPSY基因在其C末端都包含一个PSY结构域。对CaPSY基因的启动子分析发现存在多种激素响应元件，如ABRE、SARE、AuxRE和MeJARE，以及与胁迫相关的元件（如干旱响应元件MBS），这表明它们可能在植物发育和胁迫适应中发挥调控作用。进一步研究了CaPSY基因在多种组织中的表达模式及其对非生物胁迫的反应。结果表明，CaPSY基因在不同组织和不同非生物胁迫条件下的表达存在差异。我们还检测到几种可能靶向CaPSY基因的miRNA，并评估了它们在不同组织中的表达情况。

结论

因此，这些发现为基础研究和应用研究提供了重要资源，通过精确的基因组编辑和创新育种方法，有助于提高鹰嘴豆的生产力和耐逆性。