基于冬凌草全长转录组的TIFY基因家族鉴定与表达分析

【目的】TIFY蛋白是茉莉酸(JA)信号通路的关键调节因子,在植物生长发育、非生物胁迫以及次生代谢产物的积累中具有显著的调控作用,揭示冬凌草(Isodon rubescens)的TIFY基因可为冬凌草的抗逆性改良育种和次生代谢产物合成研究提供理论依据。【方法】基于冬凌草三代全长转录组序列,通过生物信息学方法对冬凌草TIFY基因家族进行鉴定和分析,并采用RT-qPCR技术分析其在不同组织中的表达特性。【结果】(1)成功从冬凌草中鉴定出12个TIFY家族基因成员;(2)理化性质分析表明,其氨基酸长度124~378 aa,分子量13924.89~39692.38 Da,等电点5.05~9.69;除IrTIFY10蛋白为稳定蛋白,其他均为不稳定蛋白;IrTIFYs蛋白的亚细胞定位均在细胞核,均为亲水性蛋白,且不含信号肽。(3)结构分析表明,IrTIFY家族蛋白成员无跨膜结构,二级结构中含量最多的结构类型为无规则卷曲;且含有多个磷酸化位点。(4)密码子偏好性分析结果表明,IrTIFY基因家族密码子偏好性较弱,稍倾向于使用以A或U结尾的密码子。(5)启动子元件分析表明冬凌草TIFY家族成员中存在多个光响应元件、激素响应元件和逆境响应元件等,但不同成员之间的元件存在差异。(6)进化树分析表明,冬凌草TIFY家族12个成员分为PPD(IrTIFY2)、ZML(IrTIFY3/8/10)、TIFY(IrTIFY7/12)和JAZ(IrTIFY1/4/5/6/9/11)4个亚家族,进化上与同为唇形科的丹参(Salvia miltiorrhiza)亲缘关系最近。(7)RT-qPCR分析结果显示冬凌草TIFY家族12个成员在不同组织中的表达量均表现为叶>茎>根,且大部分成员存在显著差异。【结论】TIFY基因家族在冬凌草的生长发育过程中可能发挥重要的调控作用,并且可能参与调控冬凌草次生代谢产物的合成,为进一步深入研究冬凌草TIFY基因家族的功能奠定基础和提供了思路。