园艺学报 ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (9): 2075-2088.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0566
赵佳莹1, 曾周婷1, 岑欣颖1, 施姣淇1, 李效贤1, 沈晓霞1, 俞振明1,2,*()
收稿日期:
2024-06-06
修回日期:
2024-08-22
出版日期:
2024-09-25
发布日期:
2024-09-19
通讯作者:
基金资助:
ZHAO Jiaying1, ZENG Zhouting1, CEN Xinying1, SHI Jiaoqi1, LI Xiaoxian1, SHEN Xiaoxia1, YU Zhenming1,2,*()
Received:
2024-06-06
Revised:
2024-08-22
Published:
2024-09-25
Online:
2024-09-19
摘要:
为了解铁皮石斛(Dendrobium officinale)中类胡萝卜素裂解氧化酶(carotenoid cleavage oxygenase,CCO)基因家族的功能,通过生物信息的方法鉴定铁皮石斛CCO家族成员,同时分析它们在不同组织、不同发育时期的花及茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理后幼苗叶片中的表达量。结果表明,铁皮石斛有12个CCO家族成员,10个属于CCD亚家族,2个属于NCED亚家族,不均匀定位于7条染色体上,且存在串联重复基因对。该家族基因启动子上存在大量激素响应和逆境响应元件。DoCCO家族基因在铁皮石斛各组织中均有表达,多数在花粉和根中高表达,它们在不同发育时期的花和MeJA处理后叶片中呈现差异化表达,可能参与不同组织的生长发育及MeJA响应,其中DoCCD1b可能在花发育中发挥重要作用。
赵佳莹, 曾周婷, 岑欣颖, 施姣淇, 李效贤, 沈晓霞, 俞振明. 铁皮石斛CCO基因家族鉴定及其在花发育中的表达分析[J]. 园艺学报, 2024, 51(9): 2075-2088.
ZHAO Jiaying, ZENG Zhouting, CEN Xinying, SHI Jiaoqi, LI Xiaoxian, SHEN Xiaoxia, YU Zhenming. Genome-Wide Identification and Expression Analysis of CCO Gene Family in Dendrobium officinale During Flower Development[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2024, 51(9): 2075-2088.
引物名称 Primer name | 上游引物(5′-3′) Forward primer | 下游引物(5′-3′) Reverse primer |
---|---|---|
EF-1α | GCTTGAGAAGGAGCCCAAGT | CCAACAGCCACAGTTTGTCG |
DoCCD1a | CCGACGGAGCTAGCAATTTAT | CTGTTTCCTGCCAGTGTAGTT |
DoCCD1b | GCACAATCCAGTGCCAATAAC | CCATTTCCTTTGGTCGGAAATAC |
DoCCD4 | CCTCAGACGAAGCCTCAATATC | GTGTGGTGGGTCGATGAAA |
DoCCD7a | CCGGCCAAAGAAACAAGTTC | GTTGACCTTCACCACAGAGT |
DoCCD7b | CCATTGGCCTCACAGACATTA | CTTAGTGATTCCGGCGATGAA |
DoCCD7c | GAGCACCGGGTTTGAAATTG | GCCAATAACGTCGGCTCTAA |
DoCCD7d | CTTGTGCTCCATTGTTGATTCC | GAAGTCGAGCTAGCGTACATAAA |
DoCCD8a | GCTCCAACTACAGGGAGAAATC | AAAGGTGGCGGAAATAGTAGTC |
DoCCD8b | ATGCCGCTGGAGATAGATTTG | TCTTGGGATGAGCCATGAAAG |
DoCCD8c | CGATCCTTCCTCTCTTGGATTT | CGGAGTGAATGGAATGAGTTTG |
DoNCED1 | CGATACGCCTACCTTGCAATAG | CGAATTTCCCTTTCCCGTACTC |
DoNCED2 | CTCCAGGCCATTCAATCTCATC | GGACGGAATTAGGAGTGGTAGA |
表1 qRT-PCR引物序列
Table 1 The sequences of qRT-PCR primers
引物名称 Primer name | 上游引物(5′-3′) Forward primer | 下游引物(5′-3′) Reverse primer |
---|---|---|
EF-1α | GCTTGAGAAGGAGCCCAAGT | CCAACAGCCACAGTTTGTCG |
DoCCD1a | CCGACGGAGCTAGCAATTTAT | CTGTTTCCTGCCAGTGTAGTT |
DoCCD1b | GCACAATCCAGTGCCAATAAC | CCATTTCCTTTGGTCGGAAATAC |
DoCCD4 | CCTCAGACGAAGCCTCAATATC | GTGTGGTGGGTCGATGAAA |
DoCCD7a | CCGGCCAAAGAAACAAGTTC | GTTGACCTTCACCACAGAGT |
DoCCD7b | CCATTGGCCTCACAGACATTA | CTTAGTGATTCCGGCGATGAA |
DoCCD7c | GAGCACCGGGTTTGAAATTG | GCCAATAACGTCGGCTCTAA |
DoCCD7d | CTTGTGCTCCATTGTTGATTCC | GAAGTCGAGCTAGCGTACATAAA |
DoCCD8a | GCTCCAACTACAGGGAGAAATC | AAAGGTGGCGGAAATAGTAGTC |
DoCCD8b | ATGCCGCTGGAGATAGATTTG | TCTTGGGATGAGCCATGAAAG |
DoCCD8c | CGATCCTTCCTCTCTTGGATTT | CGGAGTGAATGGAATGAGTTTG |
DoNCED1 | CGATACGCCTACCTTGCAATAG | CGAATTTCCCTTTCCCGTACTC |
DoNCED2 | CTCCAGGCCATTCAATCTCATC | GGACGGAATTAGGAGTGGTAGA |
基因ID Gene ID | 氨基酸数 Number of amino acid | 分子量/kD Molecular weight | 等电点 pI | 不稳定系数 Instability index | 脂肪系数 Aliphatic index | 总平均亲水系数 Grand average of hydropathicity | RPE65保守域 RPE65 domain | 亚细胞定位 Subcellular localization |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
DoCCD1a | 512 | 57.63 | 9.12 | 30.53 | 89.30 | 0 | 1 ~ 319 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD1b | 501 | 56.47 | 9.19 | 35.52 | 83.05 | -0.278 | 17 ~ 384 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD4 | 633 | 68.58 | 6.30 | 45.29 | 81.39 | -0.163 | 148 ~ 622 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD7a | 194 | 21.94 | 9.25 | 51.25 | 68.81 | -0.236 | 26 ~ 167 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD7b | 261 | 28.58 | 7.72 | 41.14 | 96.82 | 0.153 | 66 ~ 216 | 叶绿体 Chloroplast |
DoCCD7c | 600 | 67.57 | 6.65 | 37.66 | 79.65 | -0.218 | 65 ~ 597 | 细胞质 Cytoplasm |
DoCCD7d | 296 | 33.84 | 8.10 | 50.41 | 85.30 | -0.136 | 112 ~ 222 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD8a | 769 | 85.68 | 5.05 | 42.49 | 80.01 | -0.332 | 298 ~ 764 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD8b | 559 | 61.50 | 6.04 | 36.29 | 87.73 | -0.110 | 88 ~ 394;424 ~ 554 | 细胞质 Cytoplasm |
DoCCD8c | 333 | 37.94 | 6.42 | 48.06 | 67.39 | -0.425 | 195 ~ 281 | 叶绿体、细胞质、细胞核Chloroplast,cytoplasm,nucleus |
DoNCED1 | 592 | 65.40 | 5.98 | 42.95 | 79.71 | -0.279 | 121 ~ 584 | 细胞质 Cytoplasm |
DoNCED2 | 610 | 67.31 | 6.27 | 50.40 | 79.26 | -0.300 | 137 ~ 600 | 细胞质 Cytoplasm |
表2 铁皮石斛DoCCO家族成员的理化性质和亚细胞定位
Table 2 Physicochemical properties and subcellular localization of DoCCO family members in Dendrobium officinale
基因ID Gene ID | 氨基酸数 Number of amino acid | 分子量/kD Molecular weight | 等电点 pI | 不稳定系数 Instability index | 脂肪系数 Aliphatic index | 总平均亲水系数 Grand average of hydropathicity | RPE65保守域 RPE65 domain | 亚细胞定位 Subcellular localization |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
DoCCD1a | 512 | 57.63 | 9.12 | 30.53 | 89.30 | 0 | 1 ~ 319 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD1b | 501 | 56.47 | 9.19 | 35.52 | 83.05 | -0.278 | 17 ~ 384 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD4 | 633 | 68.58 | 6.30 | 45.29 | 81.39 | -0.163 | 148 ~ 622 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD7a | 194 | 21.94 | 9.25 | 51.25 | 68.81 | -0.236 | 26 ~ 167 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD7b | 261 | 28.58 | 7.72 | 41.14 | 96.82 | 0.153 | 66 ~ 216 | 叶绿体 Chloroplast |
DoCCD7c | 600 | 67.57 | 6.65 | 37.66 | 79.65 | -0.218 | 65 ~ 597 | 细胞质 Cytoplasm |
DoCCD7d | 296 | 33.84 | 8.10 | 50.41 | 85.30 | -0.136 | 112 ~ 222 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD8a | 769 | 85.68 | 5.05 | 42.49 | 80.01 | -0.332 | 298 ~ 764 | 叶绿体、细胞质 Chloroplast,cytoplasm |
DoCCD8b | 559 | 61.50 | 6.04 | 36.29 | 87.73 | -0.110 | 88 ~ 394;424 ~ 554 | 细胞质 Cytoplasm |
DoCCD8c | 333 | 37.94 | 6.42 | 48.06 | 67.39 | -0.425 | 195 ~ 281 | 叶绿体、细胞质、细胞核Chloroplast,cytoplasm,nucleus |
DoNCED1 | 592 | 65.40 | 5.98 | 42.95 | 79.71 | -0.279 | 121 ~ 584 | 细胞质 Cytoplasm |
DoNCED2 | 610 | 67.31 | 6.27 | 50.40 | 79.26 | -0.300 | 137 ~ 600 | 细胞质 Cytoplasm |
图7 DoCCO家族成员在铁皮石斛不同组织表达水平的qRT-PCR检测 不同字母表示不同组织间在P < 0.01水平差异显著。
Fig. 7 Expression levels of DoCCO family members in different tissues in Dendrobium officinale Different letters indicate significant difference among different tissues at 0.01 level.
图9 铁皮石斛DoCCO家族基因在MeJA诱导处理下表达水平的qRT-PCR检测 **表示不同处理间在α = 0. 01水平差异显著。
Fig. 9 Expression levels of DoCCO family under MeJA induction treatment in Dendrobium officinale ** indicates significant difference among different treatments at 0. 01 level.
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