油桐NPR1家族全基因组鉴定及表达模式分析

本研究利用油桐(Vernicia fordii)基因组数据鉴定出3个NPR1家族成员,并将其命名为VfNPR1、VfNPR3、VfNPR5。通过生物信息学分析方法,分析了其理化性质、亚细胞定位、染色体分布、保守结构域、基因结构及启动子顺势作用元件等,研究了大戟科5个物种及拟南芥NPR1家族成员的进化关系,并利用转录组测序技术探究了油桐NPR1家族成员在不同类型花、不同发育时期种子和根系尖孢镰孢菌胁迫响应过程中的表达模式。结果表明:油桐NPR1家族3个成员属于疏水性蛋白,VfNPR1/3/5分别在chr 8、chr 10、chr 4染色体上,VfNPR1定位在细胞核中,而VfNPR3/5定位在叶绿体中;大戟科5个物种中的NPR1家族成员可明显划分成亚类Ⅰ、亚类Ⅱ、亚类Ⅲ3个亚类,其中蓖麻、麻疯树、油桐出现明显的收缩;npr1-1(His334Tyr)、npr1-2(Cys150tyr)和nim1-2(His300tyr)等重要功能位点在大戟科5个物种中有较高的保守性;油桐NPR1家族3个成员在雌花、雄花、两性花中都显著差异表达,且都在雄花中表达量最高,在油桐种子不同发育时期,VfNPR1/5在早期(花后10周、15周)表达量较高,VfNPR3则在后期(花后30周)表达量较高,在尖孢镰孢菌不同侵染时间的油桐幼苗根系中,NPR1家族3个成员表达被显著抑制,其中VfNRP3在侵染后期被完全抑制表达。由此表明,油桐NPR1家族3个成员可能参与了花果发育和根系系统获得性抗性信号途径,该研究为油桐丰产栽培提供了重要的科学依据,同时也为林木抗病改良提供重要的基因资源。