花生（Arachis hypogaea L.）中NHX基因家族的全基因组鉴定及盐胁迫诱导表达分析

《BMC Plant Biology》：Genome-wide identification and salt stress-induced expression analysis of the NHX gene family in peanut (Arachis hypogaea L.)

　　

摘要

背景

花生（Arachis hypogaea L.）是一种重要的豆类和油料作物，因其经济价值和营养价值而在全球范围内广泛种植。随着对食用油和蛋白质需求的增加，需要将花生种植扩展到盐碱化土地上。然而，这种土壤中的盐分胁迫严重限制了花生的生长和产量。Na?/H?反向转运蛋白（NHX）基因家族通过调节离子平衡在植物耐盐性中起着关键作用。全面鉴定花生中的NHX基因并系统分析其在盐胁迫下的表达模式，对于通过分子育种提高花生的耐盐性至关重要。

结果

在这项研究中，我们对栽培花生的NHX基因家族进行了全基因组分析，鉴定出73个AhNHX基因。基于Arabidopsis thaliana、Glycine max、Medicago sativa、Medicago truncatula和Phaseolus vulgaris的NHX蛋白序列，构建了一个系统发育树，并将这73个AhNHX基因分为三个分支。此外，对基因结构和保守基序的分析表明，不同亚家族之间的内含子大小、内含子数量和基序数量存在显著差异。共线性分析表明，片段重复事件是AhNHX基因家族扩增的主要驱动因素。dN/dS比率小于一，说明AhNHX基因家族在长期进化过程中经历了强烈的纯化选择。在22种组织中的表达分析显示，27个AhNHX基因表现出组织特异性表达模式。在盐胁迫下，多个AhNHX基因的转录水平在耐盐品种（HY33）和敏感品种（HY9115）之间存在差异。根据基因结构、蛋白序列、进化谱系以及盐诱导的上调特征，选出了12个基因（AhNHX11、12、19、23、34、38、43、44、48、54、57和73）作为进一步功能研究的候选基因。

结论

本研究提供了关于AhNHX基因家族的全面见解，并确定了通过分子育种提高花生耐盐性的候选基因。