菜豆（Phaseolus Vulgaris L.）HSP90 基因家族的全基因组鉴定与生殖组织特异性热响应表达分析

《Journal of Crop Health》：Genome-Wide Characterization and Reproductive Tissue-Specific Heat-Responsive Expression Analysis of the HSP90 Gene Family in Common Bean (Phaseolus Vulgaris L.)

　　

摘要

热胁迫严重损害菜豆（Phaseolus vulgaris L.）的生殖发育和产量。虽然热休克蛋白 90 （HSP90）家族成员在蛋白折叠、胁迫信号传导和环境适应中发挥着重要作用，但在菜豆中，其全基因组特征和对热胁迫的生殖组织特异性响应仍知之甚少。在本研究中，通过系统发育、结构、进化和启动子分析鉴定并全面表征了六个PvHsp90 基因。保守的基因结构、模体和蛋白结构域，结合重复和 Ka/Ks 分析，表明PvHsp90 家族具有强烈的进化保守性。启动子分析揭示了众多胁迫和激素响应性顺式调控元件，而蛋白互作和基因本体论分析表明其在蛋白折叠、热响应和非生物胁迫适应中发挥作用。公开可用的 RNA-seq 数据集显示了PvHsp90 基因在不同环境条件下的组织特异性和胁迫响应性表达模式。为了进一步研究它们在生殖热胁迫期间的作用，对耐热基因型 Perola 和热敏感基因型 Karaca?ehir-90 的叶片、顶端分生组织、花蕾和花组织进行了 qRT-PCR 分析。PvHsp90?1和PvHsp90?2在耐热基因型中被强烈诱导，特别是在顶端分生组织和花蕾组织中，而在敏感基因型中，几个家族成员表现出较弱或相反的表达模式。总体而言，结果表明PvHsp90 基因在进化上是保守的，并在热胁迫期间受到差异调控，突显了PvHsp90?1和PvHsp90?2作为提高菜豆生殖耐热性和热抗逆性的有前景候选者。