甘蔗CLC基因家族鉴定与表达分析

　　

摘要：

氯离子通道(chloride channel, CLC)基因家族在植物液泡硝酸盐储存过程中发挥关键作用，但其在复杂基因组作物甘蔗中尚未被系统鉴定。本研究基于割手密(Saccharum spontaneum)基因组数据，鉴定出29个SsCLC基因，分布于21条染色体，可分为6个亚族(Group a、Group c、Group d、Group e、Group f和Group g)。基因结构和motif分析表明该家族成员较为保守。共线性分析显示，SsCLC基因家族主要通过全基因组/片段复制事件扩增，并受到纯化选择。启动子顺式作用元件分析表明，SsCLC富含激素响应(50.00%)、生长发育(42.86%)及胁迫响应(7.14%)等相关元件。以割手密82-1及其3个杂交后代为材料，农艺性状调查显示杂交后代在茎径、叶长、锤度、鲜重和干重上均显著优于亲本；转录组与qRT-PCR分析发现，75.86%的SsCLC基因(22/29)在杂交种根中表达上调。本研究首次系统鉴定了SsCLC基因家族，揭示了其在杂交种根中普遍上调的表达模式与优良农艺性状密切相关，为解析甘蔗高贵化过程中的氮素高效利用机制提供了重要基因资源。