在大豆中全基因组范围内鉴定GmHVA22基因家族，并对盐胁迫条件下GmHVA22-12的功能进行分析

《BMC Genomics》：Genome-wide identification of GmHVA22 gene family in soybean and functional analysis of GmHVA22-12 in salt stress

植物HVA22蛋白家族在盐胁迫下调控抗氧化酶活性及分子进化机制研究

　　

摘要

背景

植物HVA22蛋白是一类由脱落酸（ABA）和应激诱导产生的蛋白质，在植物适应环境压力过程中发挥着重要作用。然而，大豆中HVA22基因在盐胁迫下的功能尚不明确。

结果

本研究在大豆、拟南芥、棉花、水稻、玉米和马铃薯中鉴定出了116个HVA22基因成员，其中29个来自大豆，被命名为GmHVA22-1–29。通过系统发育分析和这些基因的结构特征研究，发现HVA22基因家族在不同植物物种中是保守的，并可划分为五个主要组（I-V类）。GmHVA22基因家族的扩张主要是由串联重复和片段重复驱动的，大多数重复对源自最近的全基因组复制事件。此外，qRT-PCR分析表明，GmHVA22基因在盐胁迫下的表达发生了显著变化。RNA-seq分析进一步揭示GmHVA22-12通过调节氧化还原过程来介导盐耐受性。与转录组数据一致，gmhva22-12突变增加了对盐胁迫的敏感性，这表现为抗氧化酶过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性降低，同时H?O?和丙二醛（MDA）的水平升高。相反，GmHVA22-12的过表达通过促进根系生长以及提高抗氧化酶（CAT、POD和SOD）的活性和MDA水平，从而增强了盐耐受性。

结论

本研究全面探讨了大豆中的GmHVA22基因家族，重点研究了其基因组结构、进化动态、表达谱以及在盐胁迫耐受性中的功能作用。这项工作不仅阐明了特定耐逆基因的功能，还为理解整个HVA22家族在作物中的进化和功能复杂性提供了框架。