«上一篇/Previous Article|本期目录/Table of Contents|下一篇/Next Article»

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第52卷

期数:

2024年第22期

页码:

15-23

栏目:

生物技术

出版日期:

2024-11-20

文章信息/Info

Title:

Bioinformatic characteristics of aquaporin gene family in Rosa chinensis and its expression analysis under drought stress

作者:

李雪芬¹; 邓小辉¹; 陈清华²

1.广安职业技术学院，四川广安 638000； 2.四川省农业科学院植物保护研究所，四川成都 610066

Author(s):

Li Xuefen; et al

关键词:

月季; 水通道蛋白; 质膜内在蛋白(PIP); 全基因组; 干旱胁迫

Keywords:

-

分类号:

S685.120.1

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

水通道蛋白(AQP)是高度多样化的内在蛋白家族，可运输水和中性溶质，在植物发育和胁迫反应中起着至关重要的作用。然而关于月季(Rosa chinensis)AQP的组成和生物学功能仍知之甚少，以月季品种坦尼克为试验材料，基于全基因组分析，对月季AQP家族成员进行鉴定和生物信息学分析，并分析相关基因在干旱胁迫下的表达情况。结果表明，共鉴定出61个AQP编码基因的非冗余成员，其中57个可定位于9条染色体上。系统发育分析结果表明，月季AQP(RsAQP)分为4个亚家族，包括21个质膜内在蛋白(PIP)、19个液泡膜内在蛋白(TIP)、16个NOD样内在蛋白(NIP)和5个小碱性内在蛋白(SIP)，所有RsAQP都包含共同的高度保守基序、跨膜区域及多种顺式作用元件，表明RsAQP具有潜在跨膜转运功能。RNA-Seq表达模式分析结果表明，PIP1表达水平普遍高于其他亚群；qRT-PCR结果进一步表明，7个PIP1亚群成员中，6个基因(RsPIP1-1、RsPIP1-2、RsPIP1-3、RsPIP1-4、RsPIP1-6、RsPIP1-7)在干旱胁迫下上调表达，以RsPIP1-6表达水平最高、契合度最高，推测RsPIP1-6可能是月季耐旱的关键基因。

Abstract:

-

参考文献/References:

［1］王彬，陈敏氡，林亮，等. 植物干旱胁迫的信号通路及相关转录因子研究进展［J］. 西北植物学报，2020，40(10)：1792-1806.
［2］于晓晶，张丽霞，周天军，等. 干旱事件对全球干旱区生态系统胁迫作用的长期变化［J］. 中国科学(地球科学)，2023，53(1)：151-166.
［3］王建，赵单. 丛枝菌根真菌与绿色木霉对干旱胁迫下苹果树苗生长、生理特征及水分利用的影响［J］. 江苏农业科学，2023，51(4)：164-170.
［4］Wang Y，Zhao Z J，Liu F，et al. Versatile roles of aquaporins in plant growth and development［J］. International Journal of Molecular Sciences，2020，21(24)：9485.
［5］Ren J H，Yang X X，Ma C Y，et al. Meta-analysis of the effect of the overexpression of aquaporin family genes on the drought stress response［J］. Plant Biotechnology Reports，2021，15(2)：139-150.
［6］包珠拉太，高丽，王锁民. 植物水通道蛋白及其生理功能［J］. 植物生理学报，2017，53(7)：1171-1178.
［7］Xu Y，Hu W，Liu J H，et al. An aquaporin gene MaPIP2-7 is involved in tolerance to drought，cold and salt stresses in transgenic banana (Musa acuminata L.)［J］. Plant Physiology and Biochemistry，2020，147：66-76.
［8］王星，张纪龙，冯秀秀，等. 植物质膜水通道蛋白转运及逆境胁迫响应的分子调控机制［J］. 遗传，2017，39(4)：293-301.
［9］王昊宁，周佩，刘燕，等. 月季TIFY基因家族的全基因组分析［J］. 河南农业大学学报，2022，56(6)：990-997，1060.
［10］贾颜，李茜，李新艺，等. 含ACC脱氨酶的植物根际促生菌对月季切花品质与生理的影响［J］. 江苏农业科学，2022，50(16)：147-153.
［11］贾晓丽，陈忠萍，吴圆圆，等. 五种月季品种的抗旱性比较与研究［J］. 北方园艺，2020(14)：71-81.
［12］Lin R Y，Zheng J X，Pu L，et al. Genome-wide identification and expression analysis of aquaporin family in Canavalia rosea and their roles in the adaptation to saline-alkaline soils and drought stress［J］. BMC Plant Biology，2021，21(1)：333.
［13］Lescot M，Déhais P，Thijs G，et al. PlantCARE，a database of plant cis-acting regulatory elements and a portal to tools for in silico analysis of promoter sequences［J］. Nucleic Acids Research，2002，30(1)：325-327.
［14］Chen C J，Chen H，Zhang Y，et al. TBtools：an integrative toolkit developed for interactive analyses of big biological data［J］. Molecular Plant，2020，13(8)：1194-1202.
［15］由玉婉，张雨，孙嘉毅，等. “月月粉”月季NAC家族全基因组鉴定及皮刺发育相关成员的筛选［J］. 中国农业科学，2022，55(24)：4895-4911.
［16］Maurel C，Boursiac Y，Luu D T，et al. Aquaporins in plants［J］. Physiological Reviews，2015，95(4)：1321-1358.
［17］原增艳. 甘薯水通道蛋白基因家族的全基因组鉴定和表达分析［J］. 分子植物育种，2022，20(5)：1452-1461.
［18］Liu H L，Yang L L，Xin M M，et al. Gene-wide analysis of aquaporin gene family in Malus domestica and heterologous expression of the gene MpPIP2；1 confers drought and salinity tolerance in Arabidposis thaliana［J］. International Journal of Molecular Sciences，2019，20(15)：3710.
［19］赵鹏程，徐小萍，张春渝，等. 龙眼Aquaporin家族的全基因组鉴定及其在体细胞胚发生早期的表达［J］. 应用与环境生物学报，2021，27(4)：1001-1012.
［20］Dong J H，Niu S C，Qian J，et al. Identification of aquaporin gene family in response to natural cold stress in Ligustrum×vicaryi Rehd［J］. Forests，2022，13(2)：182.
［21］Bancroft I. Duplicate and diverge：the evolution of plant genome microstructure［J］. Trends in Genetics，2001，17(2)：89-93.
［22］Kong W L，Bendahmane M，Fu X P. Genome-wide identification and characterization of aquaporins and their role in the flower opening processes in carnation (Dianthus caryophyllus)［J］. Molecules，2018，23(8)：1895.
［23］Ren X Y，Vorst O，Fiers M W E J，et al. In plants，highly expressed genes are the least compact［J］. Trends in Genetics，2006，22(10)：528-532.
［24］Raturi G，Kumawat S，Mandlik R，et al. Deciphering the role of aquaporins under different abiotic stress conditions in watermelon (Citrullus lanatus)［J］. Journal of Plant Growth Regulation，2023，42(5)：3137-3149.
［25］Die J V，Castro P，Millán T，et al. Segmental and tandem duplications driving the recent NBS-LRR gene expansion in the Asparagus genome［J］. Genes，2018，9(12)：568.
［26］Feng Z J，Xu S C，Liu N，et al. Identification of the AQP members involved in abiotic stress responses from Arabidopsis［J］. Gene，2018，646：64-73.
［27］Song S，Zhang D H，Ma F N，et al. Genome-wide identification and expression analyses of the aquaporin gene family in passion fruit (Passiflora edulis)，revealing PeTIP3-2 to be involved in drought stress［J］. International Journal of Molecular Sciences，2022，23(10)：5720.
［28］Boursiac Y，Chen S，Luu D T，et al. Early effects of salinity on water transport in Arabidopsis roots.Molecular and cellular features of aquaporin expression［J］. Plant Physiology，2005，139(2)：790-805.
［29］Sun J Y，Liu X S，Khan I U，et al. OsPIP2；3 as an aquaporin contributes to rice resistance to water deficit but not to salt stress［J］. Environmental and Experimental Botany，2021，183：104342.

相似文献/References:

[1]朱立,周艳,储蓉,等.贵阳市切花月季新品种引种栽培适应性研究[J].江苏农业科学,2013,41(05):140.
　Zhu Li,et al.Study on applicability of introduction and cultivation of cut-rose in Guiyang City[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(22):140.
[2]李亚齐,韩倩,王泽翻,等.野生蔷薇和月季的杂交亲和性评价[J].江苏农业科学,2013,41(06):155.
　Li Yaqi,et al.Hybridization affinity evaluation between wild Rosa multiflora and Rosa chinensis[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(22):155.
[3]孟小华,姜卫兵,翁忙玲.月季、玫瑰和蔷薇名实辨析及园林应用[J].江苏农业科学,2013,41(07):173.
　Meng Xiaohua,et al.Landscape application and discrimination on name and reality of Bengal rose，hedgerow rose and Japanese rose[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(22):173.
[4]林桂玉,李美芹,吕金浮,等.藤本月季紫皇后组织培养技术[J].江苏农业科学,2014,42(09):56.
　Lin Guiyu,et al.Tissue culture techniques of climbing roses “Purple Queen”[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(22):56.
[5]田敏,蹇洪英,张婷,等.月季和香水月季不同变种的染色体荧光原位杂交研究[J].江苏农业科学,2013,41(12):183.
　Tian Min,et al.Chromosome FISH analysis of different varieties of Rosa chinensis and Rosa odorata[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(22):183.
[6]向贵生,张真建,王其刚,等.月季白粉病及其抗性研究进展[J].江苏农业科学,2017,45(10):9.
　Xiang Guisheng,et al.Research progress of Chinese rose powdery mildew and its resistance[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2017,45(22):9.
[7]张真建,向贵生,陈敏,等.月季黑斑病及其抗性研究进展[J].江苏农业科学,2019,47(05):78.
　Zhang Zhenjian,et al.Research progress on rose black spot disease and its resistance[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(22):78.
[8]刘建凤,吉春明,卫甜,等.月季主要病害的诊断与综合防治技术[J].江苏农业科学,2019,47(08):117.
　Liu Jianfeng,et al.Diagnosis and integrated control technology of major diseases in Chinese roses[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(22):117.
[9]陈碧露,罗素梅,刘小平,等.不同品种月季的耐热性鉴定[J].江苏农业科学,2020,48(13):178.
　Chen Bilu,et al.Identification of heat tolerance of different Chinese rose varieties[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2020,48(22):178.
[10]张怡,沈迎春,王宁.设施栽培月季白粉病防治药剂筛选与应用[J].江苏农业科学,2021,49(4):70.
　Zhang Yi,et al.Screening and application of agents controlling Chinese rose powdery mildew in facility culture[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2021,49(22):70.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2024-03-29
基金项目：四川省教育厅研究项目(编号：JGYQ2023023)。
作者简介：李雪芬(1982—)，女，山西运城人，硕士，副教授，主要从事园林植物研究。E-mail：Lxuef2024@163.com。
通信作者：邓小辉，硕士，副教授，主要从事园林植物研究。E-mail：xhdeng11@163.com。

常用功能

更新日期/Last Update: 2024-11-20