缫丝花OSCA基因家族的鉴定与表达分析

OSCA是一类感受外界高渗胁迫的钙离子通道,在植物的胁迫应答中发挥重要作用。为了了解缫丝花(俗名"刺梨",Rosa roxburghii)OSCA(RrOSCA)的结构特征和表达特点,本研究从缫丝花基因组中鉴定出了19个RrOSCA基因家族成员,定位在6条染色体上。通过生物信息学分析发现80%的基因家族成员内含子数量为7~10个,而编码氨基酸在158~1256 aa之间,差别较大;亚细胞定位预测结果显示其主要定位在细胞膜上,与其功能一致。通过基因系统进化分析可将拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、苹果(Malus pumila)、草莓(Fragaria×ananassa)、缫丝花的OSCA家族成员可归入4个亚家族,其中RrOSCA家族与草莓OSCA家族的亲缘关系最近。果实发育过程中的转录组测序结果表明,除RrOSCA4外,其余成员的表达均呈现出明显的时间特异性。对其中6个成员进行实时荧光定量PCR分析,发现其均表现出组织特异性,且在花瓣中大量表达;并且这些成员的转录或被外源钙诱导,或被螯合剂乙二醇四乙酸(EGTA)和钙通道抑制剂维拉帕米(verapamil)阻遏,并表现出不同的钙响应敏感性。分析各基因家族成员的启动子序列,发现多种胁迫和激素类响应元件;外源植物生长调节剂处理结果证实除RrOSCA2外,其余被检测成员均受生长素类或水杨酸(SA)诱导。以上结果可为深入揭示缫丝花OSCA基因家族功能及其对激素、Ca^(2+)等因素的响应机制提供参考信息。