大豆胞囊线虫病抗性相关AP2/EREBP转录因子生物信息学分析

AP2/EREBP转录因子家族在植物应对逆境胁迫时发挥重要作用,为进一步了解大豆胞囊线虫病3号生理小种抗性相关AP2/EREBP家族转录因子生物学功能,研究利用“东农L-10”转录组测序结果,筛选得到14个与抗性相关AP2/EREBP转录因子序列,并对其开展在线生物信息学预测和分析。结果表明,14个转录因子多数为酸性等电点,均属于亲水性蛋白;通过与拟南芥AP2/EREBP转录因子作多序列比对和系谱进化树分析可知,AP2/EREBP转录因子根据其保守结构域特点分为AP2、ERF和DREB等3个亚族,且可分为B3、B5、A2和A5亚类。亚细胞定位预测结果显示AP2/EREBP转录因子发挥重要作用的位置依次为细胞核、线粒体、叶绿体;蛋白质二级结构中氨基酸序列以无规则卷曲为主要组成,α-螺旋次之,β-折叠和β-转角则散布于蛋白质序列中,同一亚族蛋白质三级结构之间无明显差异,而不同亚族之间差异显著,表明大豆胞囊线虫病相关AP2/EREBP转录因子在遗传进化过程中高度保守,其结构和功能可能具有相似性。

基于元分析的大豆胞囊线虫病3号生理小种抗性基因挖掘

大豆胞囊线虫病(Soybean cyst nematode,Heterodera glycines Ichinohe)是一种严重影响大豆产量的病害,我国东北地区以3号生理小种(SCN Race 3)为主。QTL定位是挖掘抗性基因最有效的方法之一,与SCN相关的QTL报道较多,其由不同遗传群体获得,但在不同遗传群体间较难重复。研究采用图谱整合软件BioMercatorV4.2挖掘SCN Race 3抗性基因。将收集整理的10篇文献发表的33个QTL整合在遗传图谱GmComposite2003上,通过元分析方法得到一致性QTL,最终获得3个抗性候选区段,发现18个SCN抗性基因,其中17个PK型基因和1个LRR型基因,分别位于7、15和18染色体中。对潜在SCN抗性基因分析蛋白结构域发现,17个PK型基因分别含有丝/苏氨酸蛋白激酶活性、钙依赖蛋白激酶活性、分裂原活化蛋白激酶活性、半胱氨酸蛋白激酶和组/精/赖氨酸蛋白激酶活性。这些基因编码蛋白结构域与植物抗病相关,结果可为抗SCN基因挖掘和选育抗SCN品种(系)提供理论基础。