小麦 (Triticum aestivum L.) 中抗衰老候选基因 TaSGR2 和 TaSGRL1 的鉴定及叶绿素降解相关分子标记的开发

《BMC Plant Biology》：Identification of anti-senescence candidate genes TaSGR2 and TaSGRL1 and development of molecular marker related to chlorophyll degradation in wheat (Triticum aestivum L.)

　　

摘要

STAY-GREEN (SGR) 基因在叶绿素降解中起着关键作用，被认为是开发叶片抗衰老作物的有前景候选基因。然而，它们在小麦中的特征描述仍不清楚。在本研究中，我们对TaSGR基因进行了全基因组鉴定，并分析了它们的系统发育、基因结构、转录谱、蛋白质相互作用网络和遗传变异。基于系统发育分析和序列同源性，鉴定出六个TaSGR基因，分为两个亚类，并定位到 2A、2B、2D、5A、5B 和 5D 染色体上。表达分析表明，TaSGR1–3对热胁迫和干旱胁迫有反应，而TaSGRL1–3在磷饥饿条件下被诱导。我们还预测了一个推定的 miRNA 和十九个靶向TaSGRs的候选基因。此外，预测CHLG和CAO与TaSGR2相互作用，并在叶片衰老过程中表达量降低。大多数SGR基因在衰老叶片中表现出高表达水平，而TaSGR2显示相对较低的表达，TaSGRL1在持绿品种 CN18 中显示表达量升高。TaSGR2中的启动子变异以及TaSGRL1中的启动子和编码区变异与衰老延迟有关。单倍型TaSGRL1-HapI 被鉴定为与叶片抗衰老显著相关的等位基因，而TaSGR2-HapII 显示出相似但不显著的趋势。这些单倍型在系统发育上分别与Aegilops speltoides（节节麦）和Triticum urartu（乌拉尔图小麦）相关。这些发现突出了TaSGR2和TaSGRL1的功能变异，并为培育具有增强叶片寿命的小麦品种提供了有价值的目标。