决明GSK基因家族全基因组鉴定及其表达分析

糖原合成激酶3(glycogen synthase kinase 3/SHAGGY-like kinase,GSK3)在调节植物生长发育和胁迫响应方面发挥重要作用。为揭示药用植物决明(Senna tora L.)GSK家族成员特性,本研究基于其全基因组数据,结合生物信息学及基因表达研究方法,开展决明GSKs基因鉴定及表达分析。共鉴定到9个StoSKs基因家族成员,均具有GSK特征激酶结构域,9个成员分布在6条染色体上,编码氨基酸长度为465~943 aa,蛋白分子质量介于33.57~88.83 kDa,平均等电点为8.2。StoSKs基因家族分为4个进化分支,同一进化分支中的StoSKs之间具有相同的外显子/内含子结构及保守基序。StoSKs家族成员扩张主要源于片段重复事件,与大豆(Glycine max)、蒺藜苜蓿(Medicagotruncatula)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)、水稻(Oryzasativa)分别存在17、11、8和7对共线基因对。StoSKs启动子区域多含有与胁迫刺激、生长发育、激素诱导相关的响应元件。转录组数据分析发现StoSKs在不同组织中均有表达,在根中表达水平最高。qRT-PCR(quantitative real-time PCR)分析表明,不同进化分支的StoSKs表现出协同响应光照的表达模式,多数StoSKs能快速响应NaCl胁迫处理,表达显著上调。研究结果为下一步进行决明GSK基因家族的生物学功能分析提供基础。