马尾松PmFPP和PmGGPP基因分子特征与表达分析

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)和法尼基焦磷酸合酶(FPP)是萜类合成过程中的关键酶。为给马尾松萜类合成途径基因功能研究提供参考,本研究对前期转录组数据中鉴定的PmFPP和PmGGPP基因进行生物信息学分析,采用实时荧光定量技术研究基因在激素和钙离子处理下的表达模式。结果表明,PmFPP和PmGGPP基因编码347和385个氨基酸,亚细胞分别定位于线粒体和质体,两个基因均含有聚戊烯合成酶特征1、十聚异戊二烯二磷酸合成酶结构,并含有FARM和SARM保守基序,与针叶树亲缘关系最近。PmFPP和PmGGPP基因对SA的响应最快,PmGGPP响应MeJA和ABA处理的表达时间早于PmFPP,PmFPP和PmGGPP在SA和GA处理下是正调控表达。PmFPP在MeJA+Ca^(2+)处理后期表达量上升。PmFPP和PmGGPP基因响应不同外源信号物质处理,但表达模式不同。

马尾松R2R3-MYB基因特征及进化和表达分析

MYB类转录因子在植物生长发育、代谢、应答生物胁迫和非生物胁迫的响应等生物过程发挥重要作用。为探究马尾松R2R3-MYB基因结构及功能,该研究以转录组数据为研究区域,从中筛选获得了17个马尾松R2R3-MYB基因,利用生物信息学对基因进行理化性质、系统进化树等分析,同时利用荧光定量PCR技术分析基因的组织特异性以及在花发育时期和非生物胁迫下的表达模式。结果表明:(1)17个PmMYBs亚细胞定位于细胞核,均无跨膜结构,且均含有Motif1、Motif2保守基序。系统发育进化树将马尾松PmMYBs划分为9个亚家族,且与火炬松、白云杉等裸子针叶植物关系较近。(2)17个基因均属于组成型表达,但在不同组织的表达量不同;所有基因均参与了花发育和非生物胁迫,不同基因在花发育不同时期的表达存在差异,有7个基因可能参与了雌雄性状转变;大部分基因响应非生物胁迫上调表达,但响应胁迫的时间存在差异;少数基因在胁迫中下调表达,尤其是PmMYB11基因在所有胁迫中均明显下调表达。该研究较系统地分析了马尾松R2R3-MYB基因的结构特征、系统进化及其在花发育时期和非生物胁迫下的表达模式,为深入探究马尾松R2R3-MYB基因的功能及逆境响应机制提供了参考。