珍珠粟（Pennisetum glaucum L.）中脂氧合酶（LOX）基因家族的全基因组鉴定与表达分析

《Plant Molecular Biology Reporter》：Genome-Wide Identification and Expression Analysis of Lipoxygenase (LOX) Gene Family in Pearl Millet (Pennisetum Glaucum L.)

脂氧合酶（LOX）基因在耐气候珍珠粟中的功能解析及其与谷物品质关联性研究。鉴定到10个PgLOX基因，分属9-LOX和13-LOX亚家族，染色体分布不均且存在重复结构。进化分析显示 purifying selection，保守基序和调控元件（发育/胁迫/激素响应）特征显著。蛋白质互作网络揭示功能关联，qRT-PCR显示PgLOX1在易氧化变味品种籽粒中特异性高表达，提示其在脂质过氧化及氧化性酸败调控中起关键作用，为品质改良基因编辑提供靶点。

　　

摘要

脂氧合酶（LOX）是一种不含血红素且不含硫的含铁酶，参与脂质氧化过程，在植物发育和应激反应中起着关键作用。尽管这些酶具有重要的功能意义，但在像珍珠粟（Pennisetum glaucum）这样的气候适应性作物中，LOX基因的研究仍然十分有限。珍珠粟容易发生谷物酸败现象，这是影响粮食质量和保质期的主要产后问题。本研究鉴定出了10个PgLOX基因，并将其分为9-LOX和13-LOX两个亚家族，这些基因在染色体上的分布不均，还存在串联重复和片段重复的现象。进化分析表明这些基因经历了纯化选择。基序分析揭示了PgLOX基因家族中的保守基序。Cis-基序分析显示，PgLOX基因的潜在启动子区域包含多种与组织特异性、应激反应及激素响应相关的元素。蛋白质-蛋白质相互作用预测表明，八个PgLOX蛋白之间存在功能关联。qRT-PCR分析结果显示，在十个PgLOX基因中，PgLOX1在易发生酸败的基因型谷物中表达显著，而在叶片组织中则未检测到其表达。这些发现表明PgLOX1可能参与了珍珠粟谷物中的脂质过氧化和氧化酸败过程，从而强调了对其进行功能验证和基因编辑以提升粮食质量的潜力。

主要结论

Pennisetum glaucum L.基因可能与珍珠粟谷物的氧化酸败有关，可能是通过基因编辑来改善粮食质量和延长保质期的潜在候选基因。