巴西橡胶树PEPRK基因家族成员的鉴定和表达分析

PEP羧化酶激酶相关激酶(PEP carboxylase kinase-related kinases,PEPRKs)是CDPK-Sn RK超家族的一员,目前对其生理功能尚不清楚。本研究以拟南芥和杨树的PEPRK序列作为探针,对橡胶树和其他5种植物(木薯、水稻、杨树、蓖麻和拟南芥)的基因组和转录组数据进行全面搜索,共鉴定得到25个PEPRK基因家族成员,其中包括5个橡胶树PEPRK基因,命名为Hb PEPRK1-5。序列分析发现橡胶树PEPRK和其他植物类似,在序列中部含有一个相对比较保守的激酶结构域,而两端的同源性相对较低。在基因结构和进化方面,PEPRK主要分为2个大的分支,相同分支的成员在结构域和内含子分布上更为相似,其中橡胶树和木薯PEPRK在进化上具有较近的亲缘关系。在基因的表达方面,Hb PEPRK1主要在稳定期的叶片中表达,Hb PEPRK2和Hb PEPRK5在树叶、树皮和胶乳中均有表达,Hb PEPRK4主要在种子中表达;另外,研究发现橡胶树PEPRK家族成员的表达还与叶片发育、乙烯利刺激、真菌侵染和低温胁迫具有一定的相关性。

巴西橡胶树HbPEPRK基因家族5个成员在染色体上的定位

磷酸烯醇丙酮酸羧化酶激酶相关激酶(PEPRKs)在橡胶树中参与乙烯信号传导的相关反应,还与叶片发育、真菌侵染和低温胁迫有一定的相关性。本研究以巴西橡胶树无性系‘热研7-33-97’品种为材料,利用荧光原位杂交技术(FISH)对PEPRK基因家族中个成员(PEPRK1,PEPRK2,PEPRK3,PEPRK4和PEPRK5)进行了物理定位分析。结果表明:HbPEPRK1和HbPEPRK3基因同时定位在巴西橡胶树4号染色体长臂上,其信号位点到着丝粒的平均百分距分别为15.49、31.07;HbPEPRK2、HbPEPRK4和HbPEPRK5基因分别定位在巴西橡胶树5、6和7号染色体的长臂上,信号位点距离着丝粒的平均百分距分别为30.31、19.75和40.32。并讨论了这些基因与其他定位的基因之间的位置关系。为橡胶树分子辅助育种和比较基因组学研究提供有用的科学依据。