马铃薯AQP基因家族鉴定及表达分析

【目的】水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)在植物非生物胁迫下的植物生长发育、水分运输和应激反应等生理过程中至关重要,本研究旨在揭示马铃薯StAQP家族的特性及功能。【方法】对马铃薯StAQP基因家族进行全基因组鉴定,利用生物信息学手段对基因结构、保守基序、顺式作用元件、染色体定位以及基因共线性等进行分析,并结合转录组数据以及RT-qPCR对基因表达模式进行验证。【结果】马铃薯StAQP基因家族的44个成员分布在PIP、TIP、NIP、SIP和XIP五个亚族中,相同亚族的家族成员的基因结构和保守基序基本一致,同时马铃薯AQP家族成员大多数分布在质膜上;马铃薯StAQP家族成员中含有大量和光反应以及胁迫响应有关的顺式作用元件;共线性结果表明,马铃薯AQP家族与拟南芥、烟草、番茄和辣椒4个物种的AQP家族之间存在大量同源基因对;转录组和RT-qPCR验证结果表明,马铃薯StAQP家族成员在干旱胁迫和盐胁迫下高度表达,不同家族成员表达存在差异,同时相同基因在不同胁迫下的表达情况也存在差异,其中StAQP7、StAQP28和StAQP31这3个基因是StAQP家族响应非生物胁迫的关键基因。【结论】StAQPs基因在马铃薯的生长发育和非生物胁迫响应中发挥重要作用。