甘蓝型油菜钙离子转运蛋白CAX家族基因生物信息学及其对镉胁迫响应表达分析

CAXs(Cation/H+ exchanger antiporter)是一类重要的阳离子跨膜转运蛋白,在调控植物Ca2+平衡,参与转运金属离子Cd2+和Mn2+中发挥了重要作用,但在甘蓝型油菜中尚缺乏系统研究。本文利用生物信息学的方法对甘蓝型油菜CAX家族成员的基因拷贝数、系统进化、进化选择压力、分子特征、保守基序、染色体定位、基因结构及其启动子区域所能结合的顺式作用元件进行了预测和分析;同时采用荧光定量PCR分析了甘蓝型油菜BnaCAXs的组织表达模式及其对Cd2+胁迫的响应。结果表明,甘蓝型油菜CAX家族共包含17个成员,系统进化分析结果表明BnaCAXs与拟南芥进化相似,并且明显地分为5个亚家族。BnaCAXs家族所有基因成员的Ka/Ks值均小于0.3,受到强烈的纯化选择作用。大部分BnaCAXs均属于稳定的疏水蛋白,并包含8~11个跨膜结构域。基因结构差异明显,内含子数目从6~11不等,并且Dof、MYB以及W-BOX是其启动子上丰度较大的顺式作用元件,可能参与到BnaCAX抗逆过程的调控。荧光定量PCR结果表明,甘蓝型油菜CAX基因主要在地下部表达;BnaC4.CAX1-2和BnaC3.CAX2-2是该家族的核心基因,并受到Cd2+胁迫的显著诱导。