河北工程大学对梨PbrLhc基因家族进行了全面的生物信息学鉴定，并分析了干旱胁迫下PbrLhc基因的转录特征

近日，国际学术期刊Horticulturae (JCR Q1，IF=2.923)在线发表河北工程大学园林与生态工程学院程福厚团队题为“Genome-Wide Identification of the Light-Harvesting Chlorophyll a/b Binding Protein Gene Family in Pyrus bretschneideri and Their Transcriptomic Features under Drought Stress”的研究成果。

梨（Pyrus bretschneideri）作为中国栽培面积和产量最大的水果之一，干旱胁迫是限制其经济栽培的主要障碍。捕光叶绿素a/b结合蛋白（Light-harvesting chlorophyll a/b binding proteins, Lhc）在光合系统中起到关键作用，直接影响光合系统的效率和作物产量，还参与植物生长发育的调节以及逆境响应。鉴于Lhc在调控植物生长发育和果树抗旱遗传改良方面的潜在应用价值，本研究对梨PbrLhc基因家族进行了全面的生物信息学鉴定，并分析了干旱胁迫下PbrLhc基因的转录特征。

本研究在梨基因组数据库中共鉴定得到28个PbrLhc家族基因。PbrLhc蛋白可分为5个亚族，且PbrLhc基因在不同亚族中的分布呈现不均衡性（图1）。不同的PbrLhc基因外显子/内含子结构存在较大差异。其中8个基因仅有1个外显子，7个基因含有2个外显子，而PbrLhca5的外显子数量高达6个（图2）。绝大多数PbrLhc成员均含有基序1、2、3、9、10，保守基序在不同的成员间差异较大，但在同一亚族中具有相似性（图3）。PbrLhc启动子序列中存在大量的bZIP，MYB、TCP、bHLH、NAC等转录因子结合位点（图4），PbrLhc蛋白被预测定位于膜结合叶绿体，且均无信号肽可剪切位点存在。不同PbrLhc基因、梨属与拟南芥的家族成员之间存在基因复制事件。基因表达热图分析显示，PbrLhca3、PbrLhca4、PbrLhca5、PbrLhcb1.5、PbrLhca1.6等5个基因在灌水后下调表达，而在干旱处理后被诱导而上调表达；PbrLhcb6.2、PbrLhcb8、PbrLhcb1.8、PbrLhcb3.2、PbrLhcb2.2、PbrLhcb6.1、PbrLhca6等7个基因在灌水处理后表达上调，干旱处理后下调表达；PbrLhcb1.7在灌水和干旱处理不同时间后均无明显变化（图5）。该研究将为后续研究PbrLhc基因在响应干旱胁迫中的功能及分子调控机制提供理论依据；同时为梨抗旱种质的遗传改良奠定基础。

河北工程大学为该成果的第一和通讯作者单位，吴瑞刚博士和山东省果树研究所冉昆研究员为论文并列第一作者，赵曙良博士和程福厚教授为论文通讯作者。本研究得到了河北省现代农业产业技术体系产业创新团队建设项目、邯郸市科技计划项目、河北省自然科学基金面上项目等经费资助。吴瑞刚博士近年来主持或参加河北省自然基金青年基金、河北省自然基金面上项目、河北省科技计划项目等纵横向科研项目17项；于《Frontiers in Plant Science》《BMC Plant Biology》《Journal of the American Society for Horticultural Science》《植物生理学报》等国内外期刊发表学术论文25篇，其中以第一作者或通讯作者发表SCI论文7篇，中文核心期刊11篇；副主编或参编出版著作和教材3部，授权专利1项，制定邯郸市地方标准1项；获河北省果树产业发展优秀青年工作者等奖励6项。

转自：“iPlants”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！