园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (1): 111-122.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0786
王珊珊*, 郭瑞*, 何棱, 吴春红, 陈禅友, 万何平**(), 赵慧霞**(
)
收稿日期:
2024-09-05
修回日期:
2024-10-05
出版日期:
2025-01-25
发布日期:
2025-01-19
通讯作者:
基金资助:
WANG Shanshan, GUO Rui, HE Ling, WU Chunhong, CHEN Chanyou, WAN Heping**(), ZHAO Huixia**(
)
Received:
2024-09-05
Revised:
2024-10-05
Published:
2025-01-25
Online:
2025-01-19
Contact:
** E-mail:wanheping@jhun.edu.cn,zhaohuixia@jhun.edu.cn
摘要:
捕光叶绿素a/b结合蛋白(light-harvesting chlorophyll a/b-binding protein,Lhc)直接影响光合效率和作物产量。为了系统研究长豇豆(Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis)Lhc家族基因的特性及其在盐胁迫下的表达情况,以拟南芥Lhc蛋白序列为种子序列,并结合Lhc蛋白保守结构域PF00504,从长豇豆基因组中共鉴定了27个Lhc家族成员,并对其理化性质、基因结构、系统演化及共线性等进行分析。结果表明VuLhc启动子区光响应顺式作用元件数量远多于其他的元件,VuLhc可能参与长豇豆光调控过程,具有影响其生长发育的潜力。采用qRT-PCR检测了10个VuLhc在盐胁迫下的表达模式,结果显示其中9个呈上调趋势,其可能在豇豆对盐胁迫的响应中发挥重要作用。
王珊珊, 郭瑞, 何棱, 吴春红, 陈禅友, 万何平, 赵慧霞. 长豇豆Lhc家族基因鉴定及其在盐胁迫下的表达分析[J]. 园艺学报, 2025, 52(1): 111-122.
WANG Shanshan, GUO Rui, HE Ling, WU Chunhong, CHEN Chanyou, WAN Heping, ZHAO Huixia. Identification of Long Cowpea Lhc Gene Family and Its Expression Analysis Under Salt Stress[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(1): 111-122.
基因名称 Gene name | 正向引物(5′-3′) Forward primer | 反向引物(5′-3′) Reverse primer |
---|---|---|
VuLhc1 | CGGAAAGGTAGAGCTGGTGG | CTCTGGGTCAAGTTCTGCGT |
VuLhc3 | TTCGACCCTCTGGGACTAGG | CCAGCCTCAAACCATGCAAC |
VuLhc12 | CCCTGCCTCCTTCAAGACTG | GCAAGCTCATCATTGGCAGG |
VuLhc14 | GCAAACTCGGTGTTGCAGTT | GGTAGCGATCCATCAAGCCA |
VuLhc15 | TGTTTGCGATGCTCGGTTTC | TCTCAGCTGATCCAGCAAGC |
VuLhc16 | TCACCAAAGGTGAGCACGAA | CTGCCCTTTGGCTACTTCCA |
VuLhc22 | CCGGTAAACTGAACCGGGAA | GCCACTCTCCTTTCTTGGCT |
VuLhc23 | CCAAGGTTGTAAAGCCAAAGCA | CCCAACAATGATGCCGCAAA |
VuLhc24 | AACAGCGACCTACATGGCTC | GGAATGAACCAGCTCTGCCT |
VuLhc25 | AAGCCTTGTCGGTGACTACG | TTCTTCGCCAGGTTCTGGTC |
Actin | AATGATCGGAATGGAAGCTG | TGGAATGTGCTGAGAGATGC |
表1 本研究中所用引物的序列信息
Table 1 Primer sequence information used in this study
基因名称 Gene name | 正向引物(5′-3′) Forward primer | 反向引物(5′-3′) Reverse primer |
---|---|---|
VuLhc1 | CGGAAAGGTAGAGCTGGTGG | CTCTGGGTCAAGTTCTGCGT |
VuLhc3 | TTCGACCCTCTGGGACTAGG | CCAGCCTCAAACCATGCAAC |
VuLhc12 | CCCTGCCTCCTTCAAGACTG | GCAAGCTCATCATTGGCAGG |
VuLhc14 | GCAAACTCGGTGTTGCAGTT | GGTAGCGATCCATCAAGCCA |
VuLhc15 | TGTTTGCGATGCTCGGTTTC | TCTCAGCTGATCCAGCAAGC |
VuLhc16 | TCACCAAAGGTGAGCACGAA | CTGCCCTTTGGCTACTTCCA |
VuLhc22 | CCGGTAAACTGAACCGGGAA | GCCACTCTCCTTTCTTGGCT |
VuLhc23 | CCAAGGTTGTAAAGCCAAAGCA | CCCAACAATGATGCCGCAAA |
VuLhc24 | AACAGCGACCTACATGGCTC | GGAATGAACCAGCTCTGCCT |
VuLhc25 | AAGCCTTGTCGGTGACTACG | TTCTTCGCCAGGTTCTGGTC |
Actin | AATGATCGGAATGGAAGCTG | TGGAATGTGCTGAGAGATGC |
基因ID Gene ID | 基因名称 Gene name | 氨基酸数 No. of amino acids | 相对分子 质量/kD Mw | 等电点 pI | 平均疏水性 Gravy | 亚细胞定位 Subcellular localization | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Vigun01g226400.1 | VuLhc1 | 279 | 30.70 | 6.01 | -0.022 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun02g173500.1 | VuLhc2 | 264 | 28.07 | 5.13 | -0.020 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun03g133000.1 | VuLhc3 | 258 | 27.48 | 6.15 | 0.142 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun03g145400.1 | VuLhc4 | 263 | 27.91 | 5.29 | -0.007 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g103500.2 | VuLhc5 | 307 | 33.85 | 7.20 | -0.066 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g128900.1 | VuLhc6 | 264 | 28.00 | 5.15 | -0.003 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g129000.1 | VuLhc7 | 264 | 28.01 | 5.15 | -0.013 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g129200.1 | VuLhc8 | 173 | 18.34 | 4.79 | 0.212 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g129300.1 | VuLhc9 | 264 | 28.06 | 5.05 | -0.011 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g129500.1 | VuLhc10 | 264 | 28.01 | 5.15 | -0.020 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g131200.1 | VuLhc11 | 264 | 28.09 | 5.29 | -0.014 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g167600.1 | VuLhc12 | 289 | 30.80 | 5.72 | 0.022 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun05g198900.1 | VuLhc13 | 269 | 28.88 | 5.25 | -0.016 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun06g224500.1 | VuLhc14 | 258 | 27.36 | 6.75 | 0.139 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun07g168400.1 | VuLhc15 | 288 | 30.93 | 6.35 | 0.018 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun07g234800.1 | VuLhc16 | 183 | 19.60 | 9.39 | 0.178 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun08g000700.1 | VuLhc17 | 342 | 37.88 | 6.66 | -0.016 | 细胞膜/线粒体/过氧化物酶体 Cell membrane/mitochondria/ peroxisome | |
Vigun08g216300.1 | VuLhc18 | 265 | 28.67 | 5.46 | -0.131 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun08g221400.1 | VuLhc19 | 276 | 29.72 | 7.87 | -0.074 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun09g003500.1 | VuLhc20 | 270 | 28.91 | 6.42 | -0.004 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun09g040000.1 | VuLhc21 | 261 | 28.95 | 5.04 | -0.075 | 细胞膜Cell membrane | |
Vigun09g075200.1 | VuLhc22 | 252 | 27.85 | 6.97 | -0.137 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun09g165900.1 | VuLhc23 | 269 | 28.51 | 6.63 | 0.252 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun09g238500.1 | VuLhc24 | 264 | 28.58 | 8.63 | 0.055 | 细胞膜/线粒体 Cell membrane/ mitochondria | |
Vigun10g078500.1 | VuLhc25 | 289 | 31.26 | 5.79 | -0.120 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun10g155200.1 | VuLhc26 | 269 | 28.87 | 6.08 | 0.052 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun11g049900.1 | VuLhc27 | 269 | 29.03 | 5.24 | 0.041 | 叶绿体Chloroplast |
表2 VuLhc蛋白理化性质及亚细胞定位预测
Table 2 Physicochemical properties and subcellular localization prediction of VuLhc proteins
基因ID Gene ID | 基因名称 Gene name | 氨基酸数 No. of amino acids | 相对分子 质量/kD Mw | 等电点 pI | 平均疏水性 Gravy | 亚细胞定位 Subcellular localization | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Vigun01g226400.1 | VuLhc1 | 279 | 30.70 | 6.01 | -0.022 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun02g173500.1 | VuLhc2 | 264 | 28.07 | 5.13 | -0.020 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun03g133000.1 | VuLhc3 | 258 | 27.48 | 6.15 | 0.142 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun03g145400.1 | VuLhc4 | 263 | 27.91 | 5.29 | -0.007 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g103500.2 | VuLhc5 | 307 | 33.85 | 7.20 | -0.066 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g128900.1 | VuLhc6 | 264 | 28.00 | 5.15 | -0.003 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g129000.1 | VuLhc7 | 264 | 28.01 | 5.15 | -0.013 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g129200.1 | VuLhc8 | 173 | 18.34 | 4.79 | 0.212 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g129300.1 | VuLhc9 | 264 | 28.06 | 5.05 | -0.011 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g129500.1 | VuLhc10 | 264 | 28.01 | 5.15 | -0.020 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g131200.1 | VuLhc11 | 264 | 28.09 | 5.29 | -0.014 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun04g167600.1 | VuLhc12 | 289 | 30.80 | 5.72 | 0.022 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun05g198900.1 | VuLhc13 | 269 | 28.88 | 5.25 | -0.016 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun06g224500.1 | VuLhc14 | 258 | 27.36 | 6.75 | 0.139 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun07g168400.1 | VuLhc15 | 288 | 30.93 | 6.35 | 0.018 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun07g234800.1 | VuLhc16 | 183 | 19.60 | 9.39 | 0.178 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun08g000700.1 | VuLhc17 | 342 | 37.88 | 6.66 | -0.016 | 细胞膜/线粒体/过氧化物酶体 Cell membrane/mitochondria/ peroxisome | |
Vigun08g216300.1 | VuLhc18 | 265 | 28.67 | 5.46 | -0.131 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun08g221400.1 | VuLhc19 | 276 | 29.72 | 7.87 | -0.074 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun09g003500.1 | VuLhc20 | 270 | 28.91 | 6.42 | -0.004 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun09g040000.1 | VuLhc21 | 261 | 28.95 | 5.04 | -0.075 | 细胞膜Cell membrane | |
Vigun09g075200.1 | VuLhc22 | 252 | 27.85 | 6.97 | -0.137 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun09g165900.1 | VuLhc23 | 269 | 28.51 | 6.63 | 0.252 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun09g238500.1 | VuLhc24 | 264 | 28.58 | 8.63 | 0.055 | 细胞膜/线粒体 Cell membrane/ mitochondria | |
Vigun10g078500.1 | VuLhc25 | 289 | 31.26 | 5.79 | -0.120 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun10g155200.1 | VuLhc26 | 269 | 28.87 | 6.08 | 0.052 | 叶绿体Chloroplast | |
Vigun11g049900.1 | VuLhc27 | 269 | 29.03 | 5.24 | 0.041 | 叶绿体Chloroplast |
图3 长豇豆Lhc家族保守基序(A)、保守结构域(B)、基因结构(C)和启动子顺式作用元件(D)分析
Fig. 3 Analyses of the motifs(A),conserved domains(B),gene structure(C)and promoter cis-acting elements(D)of long cowpea Lhc family
图4 长豇豆正常生长条件下(对照)与1.0% NaCl处理7 d的幼苗表型
Fig. 4 The phenotype of long cowpea seedlings under normal growth conditions(control)and treated with 1.0% NaCl after 7 days
图5 长豇豆在NaCl胁迫下VuLhc的表达 表达量数据为3个生物学重复的平均值 ± 标准误;t检验用于差异显著性分析。** P < 0.01
Fig. 5 The expression of long cowpea VuLhcs under NaCl stress The expression data present the mean ± standard error from three biological replicates. t-Test was used for significance analysis. ** P < 0.01
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