大蒜NAC基因家族的鉴定与低温表达分析

为挖掘大蒜NAC转录因子家族成员,研究其在低温胁迫下的表达特性,基于大蒜转录组的测序结果,对低温胁迫下大蒜NAC转录因子家族的响应进行分析。结果表明,共鉴定出49个大蒜NAC基因,根据系统发育特征将其分为10个亚族。大蒜NAC蛋白的序列长度为81~619 aa,分子量9293.66~70229.04 Da,且均为亲水蛋白。保守结构域分析发现,大部分NAC蛋白在N端具有保守性,其中18个NAC蛋白在N端均有motif 3、motif 4、motif 1、motif 2、motif 5保守域。从中随机挑选6个蛋白(AsNAC001、AsNAC010、AsNAC013、AsNAC014、AsNAC017、AsNAC047)对其进行蛋白二级及三级结构的预测,发现无规则卷曲是构成大蒜NAC蛋白的重要组成部分,其次是α-螺旋和延长链,且这6个NAC蛋白具有高度的相似性。实时荧光定量分析发现,检测的6个NAC基因中有4个(AsNAC001、AsNAC010、AsNAC013、AsNAC014)在低温胁迫12和24 h时显著上调表达;2个(AsNAC017、AsNAC047)在低温胁迫4 h时显著下调表达,其中AsNAC010基因的表达量显著高于其他基因,说明NAC转录因子在大蒜响应低温胁迫的过程中起重要调控作用,为大蒜NAC蛋白的生理调控功能的分析奠定了理论基础。

低温胁迫对乐都紫皮大蒜生长及果聚糖代谢关键酶基因的影响

果聚糖的代谢过程不仅影响大蒜的产量和品质,也能有效地提高大蒜植株的抗逆性。为探讨低温胁迫对大蒜生长和果聚糖代谢酶基因表达的影响,本试验以乐都紫皮大蒜为试验材料,在正常培养(25℃)和低温胁迫(4℃)下探究大蒜幼苗处理0、3、6、9和12 d时的生长指标变化特征及蔗糖∶蔗糖1-果糖基转移酶基因(1-SST)与果聚糖外切水解酶基因(1-FEH)的表达特性。结果表明:(1)低温胁迫对乐都紫皮大蒜幼苗生长产生了抑制作用,胁迫3 d时,乐都紫皮大蒜幼苗的株高、最大叶长、最大叶宽和茎高分别比对照降低了43. 45%、42. 22%、17. 63%和58. 10%,随后降低幅度变缓。(2)随着胁迫时间的延长,低温处理使1-SST基因和1-FEH基因表达量显著升高,且在胁迫第6天时达到最高值。1-SST基因和1-FEH基因的表达量分别是对照的45倍和7. 56倍;1-FEH基因表达量显著低于1-SST基因的表达量,故低温胁迫下果聚糖代谢酶关键基因的表达过程是一个"以合成为主,以水解为辐"的过程。低温胁迫抑制了乐都紫皮大蒜幼苗的生长,胁迫第6天是幼苗响应低温的关键时期,并推测乐都紫皮大蒜主要通过增强果聚糖的合成来响应低温胁迫。