烟草钾转运蛋白KUP基因家族鉴定与表达分析  

Identification and expression analysis of potassium transporter KUP gene family in Nicotiana tabacum L.

作　　者：石远帅 陆俊 丁丹 樊一丹 刘洋 Shi Yuanshuai

机构地区：[1]贵州大学烟草学院/贵州省烟草品质研究重点实验室,贵州贵阳550025

出　　处：《江苏农业科学》2025年第4期100-110,共11页Jiangsu Agricultural Sciences

基　　金：贵州省烟草公司重点研发项目(编号:2021XM04)。

摘　　要：烟草是我国重要的经济作物,对钾素需求量较大。KUP家族是目前已知的最大的钾离子转运蛋白家族,在钾离子吸收和转运方面起着重要作用。对烟草KUP基因家族进行鉴定和分析,并探究其在低钾胁迫下的表达模式,可为进一步研究和利用烟草KUP基因奠定基础。本研究采用生物信息学方法在烟草基因组中鉴定KUP家族,且对家族成员的理化性质、系统进化关系、保守基序、基因结构、共线性分析、K_(a)/K_(s)值、顺式作用元件等进行分析,并探明KUP基因家族成员在根、茎、叶、花等不同组织及干旱胁迫条件下的表达模式;最后通过qRT-PCR方法分析其在低钾胁迫下的表达模式。生物信息学分析结果显示:在烟草K326基因组中共鉴定出39个KUP基因,家族成员均含有一个典型的“K_trans superfamily”结构域,其中26个被定位在13条染色体上,存在7对共线性基因对,有3对基因对的K_(a)/K_(s)值远远小于1,有1对基因对的K_(a)/K_(s)值大于1;KUP家族蛋白均为疏水性蛋白,其基因上游启动子区均包含多个激素和胁迫元件。转录组数据表明:NtKUP家族基因大部分成员在根和花中高表达,少部分在茎和叶中高表达,且部分成员在花中表达量随着成熟度逐渐降低;大多数基因对干旱胁迫存在响应。挑选4个NtKUP基因进行qRT-PCR分析,试验结果表明:KUP2、KUP4、KUP8在低钾胁迫下根中的表达量有不同程度的上调,且根中的表达量远远高于叶,这和NtKUP家族大部分成员在根中参与低钾胁迫响应的生物信息学分析相一致。

关 键 词：烟草 KUP基因家族 钾转运蛋白 生物信息学 表达模式 低钾胁迫 干旱胁迫 

分 类 号：S188[农业科学—农业基础科学] S572.01