甜瓜Aux/IAA基因家族的全基因组鉴定与全面特征分析及其对非生物胁迫的反应研究

《BMC Plant Biology》：Genome-wide identification and comprehensive characterization of the Aux/IAA gene family in Cucurbita moschata and its responses analysis to abiotic stresses

　　

摘要

背景

生长素是一种重要的植物激素，参与调控植物的生长、发育以及应对逆境的能力，而Aux/IAA基因家族则是生长素信号通路中的关键组成部分。为阐明Aux/IAA基因家族在南瓜（Cucurbita moschata）中的基因组特征及其潜在功能，我们对该基因家族进行了全基因组范围的鉴定与系统分析。

结果

共鉴定出72个CmIAA基因，这些基因编码的蛋白质氨基酸长度在158到1275之间，预测的等电点则在4.57至9.81之间。这些基因在20条染色体上分布不均，其中17号染色体上的基因数量最多，而3号染色体上则未检测到CmIAA基因。系统发育分析将这些基因分为九个亚群（Ⅰ组至Ⅸ组），其中Ⅰ组、Ⅵ组和Ⅸ组的基因数量相对较多。通过对基因结构及保守模体的分析，发现不同亚群具有特定的模体组成，其中模体1代表了核心的保守结构域。种内共线性分析显示有54对基因存在片段重复，但不存在串联重复现象；而种间同源性分析则表明南瓜与Cucurbita pepo、Cucurbita maxima之间存在广泛的同源关系。启动子分析结果显示，CmIAA基因含有多种与激素响应及非生物胁迫响应相关的顺式元件，包括ABRE、MBS和DRE。组织表达分析表明，许多CmIAA基因存在特定的组织特异性表达模式。在非生物胁迫条件下，CmIAA69基因表现出盐分特异性表达模式，而CmIAA39和CmIAA58基因则对盐分和干旱处理均有反应，这说明这些CmIAA基因在南瓜应对不同非生物胁迫的过程中发挥着不同的作用。

结论

本研究系统地分析了南瓜中的Aux/IAA基因家族，揭示了其进化多样性、结构保守性以及独特的调控特性。这些研究结果为进一步的功能研究提供了宝贵的遗传资源，同时也有助于了解CmIAA基因在非生物胁迫响应中的作用。