• 中文核心期刊
  • CSCD来源期刊
  • 中国科技核心期刊
  • CA、CABI、ZR收录期刊

海岛棉类受体胞质激酶RLCK VI家族全基因组鉴定与胁迫表达分析

赵曾强, 朱金成, 李洁玉, 李志博, 李有忠

赵曾强,朱金成,李洁玉,等. 海岛棉类受体胞质激酶RLCK VI家族全基因组鉴定与胁迫表达分析 [J]. 福建农业学报,2023,38(6):686−697. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.06.007
引用本文: 赵曾强,朱金成,李洁玉,等. 海岛棉类受体胞质激酶RLCK VI家族全基因组鉴定与胁迫表达分析 [J]. 福建农业学报,2023,38(6):686−697. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.06.007
ZHAO Z Q, ZHU J C, LI J Y, et al. Genome-wide Identification and Expressions under Stresses of RLCK VI Family in Gossypium barbadense [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(6):686−697. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.06.007
Citation: ZHAO Z Q, ZHU J C, LI J Y, et al. Genome-wide Identification and Expressions under Stresses of RLCK VI Family in Gossypium barbadense [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(6):686−697. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.06.007

海岛棉类受体胞质激酶RLCK VI家族全基因组鉴定与胁迫表达分析

基金项目: 八师石河子市中青年科技创新领军人才计划项目(2020RC06);兵团重点领域创新团队建设计划项目(2019CB008);棉花生物学国家重点实验室开放课题(CB2021A09);国家自然科学基金项目(31560074)
详细信息
    作者简介:

    赵曾强(1985 —),男,助理研究员,研究方向:作物种质资源创制与应用(E-mail :tlx4109@126.com

    通讯作者:

    李有忠(1981 —),男,副研究员,研究方向:作物种质资源创制与应用(E-mail : lyz8095@sina.cn

  • 中图分类号: S562

Genome-wide Identification and Expressions under Stresses of RLCK VI Family in Gossypium barbadense

  • 摘要:
      目的  对海岛棉(Gossypium barbadense)类受体胞质激酶RLCK VI(GbRLCK VI)家族基因进行全基因组分析,为深入研究 RLCK VI家族基因参与棉花生长发育和抗逆的调控机制提供参考。
      方法  基于最新发布的海岛棉基因组数据,利用生物信息学手段对GbRLCK VI家族基因进行全基因组鉴定,并系统分析该家族基因成员的理化性质、序列特征、基因复制、系统进化和表达特征。
      结果  海岛棉中共鉴定出39个GbRLCK VI家族基因,经聚类分析将其分为A、B两组,其中A组22个,B组17个,均含有1个激酶结构域,分布于16条染色体,多数位于质膜。基因复制分析表明,该家族在进化过程中发生染色体片段复制事件;Ka/Ks分析显示,所有基因对Ka/Ks均小于1,表明GbRLCK VI家族基因在进化过程中可能经历了严格的纯化选择作用。转录组分析表明,GbRLCK VI家族基因在10个不同组织中的表达模式不同,11个基因在花器官中优势表达,9个基因在根茎叶中优势表达;逆境胁迫下的表达分析显示,8个基因在干旱、盐、黄萎病胁迫下优势表达,4个基因只在黄萎病胁迫下优势表达,说明GbRLCK VI基因能快速地参与抗逆反应,挑选4个基因GB_A12G0061GB_A11G2234GB_D01G2010GB_D03G0730进行qRT-PCR验证,表达分析结果显示,4个基因在干旱、盐或黄萎病菌胁迫下的表达趋势与转录组数据一致,表明它们参与了棉花对逆境胁迫(干旱、盐和黄萎病菌)的响应过程。
      结论  明确了GbRLCK VI家族基因在基因组中的分布特征、结构特征以及系统进化特征,根据转录组数据初步揭示了该家族基因在棉花生长发育和抗逆胁迫中的功能。
    Abstract:
      Objective   Genomes and expressions under stresses of the RLCK VI family genes in Gossypium barbadense were determined to study the regulatory mechanisms of the growth, development, and stress resistance of cotton plants.
      Method   Based on the latest released data on G. barbadense genome, bioinformatics of GbRLCK VI was analyzed to understand the associated physiochemical properties, sequence characteristics, gene replication, phylogenetic evolution, and expression.
      Result   Thirty-nine RLCK VI were identified in G. barbadense which were clustered into two categories of 22 in Group A and 17 in Group B. Both groups contained a kinase domain distributed in 16 chromosomes with most of them located in plasma membrane. The gene family had undergone chromosome fragment duplication events during evolution. Since all Ka/Ks of the gene pairs were less than 1, strict purification and selection might have taken place in the process. The expressions of GbRLCK VI as shown by the transcriptome analysis varied in 10 different tissues with 11 predominantly expressed in the floral organs, while 9 in the roots, stems, and leaves. Under different stresses, 8 genes were significantly expressed by the imposed drought, salt, and verticillium wilt, and 4 only by verticillium wilt. On 4 selected genes, i.e., GB_ A12G0061, GB_ A11G2234, GB_ D01G2010, and GB_ D03G0730, qRT-PCR showed their expressions under drought, salt, or verticillium wilt stress to agree with what the transcriptome data did. Their involvement in the stress response of the cotton plant was confirmed.
      Conclusion   The genome, structure, and phylogenetic characteristics of GbRLCK VI family in G. barbadense were determined. Their roles in the growth, development, and stress responses of the cotton plant were clarified.
  • 【研究意义】类受体胞质激酶(Receptor-like cytoplasmic kinase,RLCK)是一类只含有胞内激酶域、缺少胞外受体域和跨膜结构域的类受体蛋白激酶(Receptor-like protein kinase,RLKs)[1]。研究显示,RLCK家族基因通过参与PTI(Pattern-triggered immunity,PTI)信号通路,发挥了从激活PRRs(Pattern-recognition receptors,PRRs)向下游传递免疫信号的功能,并且RLCK是植物识别多种病原菌效应蛋白的潜在联接点,同时RLCK还可作为宿主蛋白或支架蛋白参与ETI( Effector-triggered immunity ,ETI)信号,增加识别特异性及扩大植物免疫系统网络[2]。水稻中RLCK家族基因全基因组分析表明,不同发育阶段,379个RLCK基因中有100个差异表达,表明RLCK家族基因参与多种发育过程[3]。棉花是世界上最大的天然纤维作物和重要的油料作物,在其生长过程中RLCK家族基因的第六亚家族成员(RLCK VI)是否参与调控生长发育和逆境适应等过程未见报道。因此,针对棉花RLCK VI家族基因进行全基因组分析,探讨该家族基因在其生长发育和逆境胁迫响应中的潜在作用,对揭示棉花RLCK VI蛋白的生物学功能具有重要意义。【前人研究进展】研究表明,植物RLCK家族基因的RLCK VI在拟南芥和水稻中广泛参与植物的抗病、抗逆、生长发育等多种生物过程[3-5]。拟南芥和水稻中分别含有147个、379个RLCK家族成员[6,7],研究显示,在拟南芥中,RLCK VI家族分为A和B两组,每组7个成员[8];水稻中,RLCK VI家族共13个成员,其中A组7个,B组6个[9]。拟南芥中,RLCK VI家族基因AtSTU(Stunted)缺失后,植株表现出生长迟缓[10]。当拟南芥的RLCK VI_A2基因缺失,导致细胞扩增和幼苗生长受限[11]。研究表明,ROPs(Rho-related GTPases from plants)可以激活拟南芥中的AtRLCK VI_A3基因的表达,当AtRLCK VI_A3基因缺失后,拟南芥突变体表现出植株矮小,高分枝数的毛状体比例增加,对白粉病的抗性降低[4,12]AtBIK1(Botrytis-induced kinase 1)基因参与了FLS2介导植物的免疫反应,也是BR(Brassinosteroid,BR)介导的信号通路中的关键因子[13,14]。在病原体感染后,拟南芥AtRBK1(RLCK VI_A4)和AtRBK2(RLCK VI_A6)基因的表达增强,进一步说明RLCK VI_A组基因在病原体反应中起重要作用[15]。定位于细胞质中的OsRRK1(Rop-interacting receptor-like kinase 1)蛋白是水稻中第一个被研究的类胞质受体激酶RLCK Ⅵ家族蛋白,是一个多效性基因,在调控水稻叶片的卷曲和对褐飞虱的防御中都起关键作用[5,16,17]OsGUDK(Growth under drought kinase)基因在幼根、营养叶和旗叶中能被干旱诱导表达,该基因突变体在幼苗期对盐较敏感,营养生长时期在干旱条件下光合作用和生物量下降,生殖生长时期在干旱条件下产量显著降低,分析表明,GUDK基因通过磷酸化并激活转录因子OsAP37基因,从而激活下游与胁迫相关基因的转录,提高植株抗干旱能力[18,19]。大豆GsRLCK基因转录受盐和干旱诱导,将其转入拟南芥中过表达,提高了转基因拟南芥植株抗盐和抗干旱能力[1,20]。RLCK VI家族基因RBK1(Rop binding protein kinase1)和RBK2在花粉中表达,参与微管结构形成[21]。近期研究表明,ROP(Rho-related GTPases from plants)蛋白是高等植物中的信号小 G 蛋白,被称为“分子开关”,而拟南芥中的RLCK Ⅵ_A组基因能够被ROP蛋白特异激活,从而调控植物生长发育、抗病、抗逆等过程[1,22]。例如:AtRLCKⅥ_A3 基因通过与 ROP4ROP6相互作用阻碍十字花科白粉菌感染拟南芥以及影响毛状体形成过程中的细胞分化[1,4]。【本研究切入点】目前,关于RLCK VI家族基因的研究主要集中于模式植物拟南芥与水稻中,该家族基因在参与植物生长发育、逆境胁迫响应过程中扮演重要角色;但棉花中RLCK VI基因家族的研究却鲜有报道。【拟解决的关键问题】本研究基于最新发布的海岛棉Hai7124基因组[22],利用生物信息学方法鉴定 RLCK VI基因家族成员,并对海岛棉RLCK VI家族基因的理化性质、染色体分布、基因结构、系统进化关系、基因复制进行分析,并基于转录组测序(RNA-Seq)数据分析其在不同组织及在黄萎病胁迫、干旱胁迫和盐胁迫处理下的表达模式,为后续棉花中RLCK VI基因家族的功能研究及棉花遗传性状改良提供理论依据。

    海岛棉全基因组数据下载自棉花基因组数据库(https://www.cottongen.org/[23],从拟南芥数据库(The arabidopsis information resource,TAIR)和水稻基因组数据库(Rice Phylogenomics Database)(https://ricephylogenomics.ucdavis.edu/)下载RLCK VI蛋白序列信息,利用TBtools软件[24]与海岛棉基因组数据建立本地数据库,利用TBtools软件的BLAST SeveralSequencestoa Big Database程序鉴定含有RLCK VI家族保守结构域的海岛棉蛋白序列。将所获得的RLCK VI家族保守结构域的海岛棉蛋白序列提交NCBI 网站的保守结构域数据库(Conserved domain database,CDD)和Pfam数据库进行保守结构域分析,对海岛棉RLCK VI家族基因进行鉴定。

    利用ExPASy(https://web.expasy.org/protparam/)在线工具对鉴定出的海岛棉RLCK VI家族蛋白序列进行理化性质分析;利用ProtComp 9.0 在线工具(http://www.softberry.com/)预测海岛棉RLCK VI家族成员的亚细胞定位;使用 ClustalX2.1 (http://www.clustal.org/clustal2/)软件进行蛋白序列多重比对;利用NCBI 网站的保守结构域数据库(Conserved domain database,CDD)进行保守域分析,利用TBtools软件绘制海岛棉RLCK VI保守区域氨基酸序列的保守情况。

    将海岛棉RLCK VI蛋白序列和已经分类的拟南芥RLCK VI 蛋白序列进行Clustal X 多序列比对,利用MEGA 7.0 软件基于最大似然法(Neighbor-joining method)对比结果构建系统进化树,Bootstrap设为 1 000 次[25]。利用在线软件工具 GSDS 2.0(http://gsds.cbi.pku.edu.cn/)对 RLCK VI 基因家族的基因结构进行可视化。利用 MEME在线软件分析海岛棉RLCK VI 保守基序,参数设置为基序最大发现数目为 10,基序最大长度为 100 nt(Nucleotide,核苷酸)。

    利用海岛棉基因组注释文件信息提取海岛RLCK VI 基因家族染色体物理位置信息,利用TBtools软件进行RLCK VI 基因染色体定位;利用TBtools工具中的MCScanX检测海岛棉基因组复制基因对,检测标准:蛋白比对 E值小于 1×10−10,至少 50%序列相似度;共线性区段内至少有5个复制基因。利用TBtools工具中的Ka/Ks_Calculator 2.0程序计算海岛棉复制基因对的非同义突变率(Ka)和同义突变率(Ks)。

    从 NCBI SRA 数据库下载最新的海岛棉根、茎、叶、花药、苞片、花丝、花瓣、雌蕊、萼片、花托等10个组织,以及盐、PEG6000 模拟干旱逆境胁迫和黄萎病菌胁迫处理下的不同时期的转录组数据,项目数据登录号为PRJNA490626和PRJNA234454。利用TBtools工具软件进行有参比对并计算表达量TPM(Transcripts per kilobase million)[26],利用 log2(TPM+1)计算表达量,并将结果导入 R 包pheatmap绘制表达量热图。

    对海岛棉品种海7124三周龄幼苗进行PEG、NaCl和黄萎病菌胁迫处理,PEG、NaCl处理时间为0、1、3、6、12、24 h,黄萎病菌胁迫处理时间为0、2、6、12、24、48、72 h,收集处理不同时间后棉花根部组织,液氮速冻后保存于−80 ℃冰箱。EASYspin Plus 植物 RNA 快速提取试剂盒购自北京艾德莱生物科技有限公司。cDNA 第一链合成试剂盒购自宝日医生物技术(北京)有限公司。Trans start Tip Green qPCR Super Mix荧光定量试剂购自北京全式金生物技术股份有限公司,qRT-PCR反应体系及程序严格按照试剂盒说明书操作。试验设3个重复,以GhUBQ7作为内参基因,采用2−∆∆CT法计算基因的相对表达量,qRT-PCR引物见表1

    表  1  荧光定量 PCR引物序列
    Table  1.  Sequences of primers for quantitative PCR
    基因名称
    Gene name
    基因序列(5′-3′)
    Primer sequence (5′-3′)
    GB_A11G2234-FAATGAAGAATGAGAAACAA
    GB_A11G2234-RGAGGTGAAAACTGAAGTAC
    GB_A12G0061-FAAACTGGACTCACCACAAC
    GB_A12G0061-RAGTACACCAAAGGCAAACA
    GB_D01G2010-FGCAATATGGGGACCAACTG
    GB_D01G2010-RAGAACAACACCGAAAGCGT
    GB_D03G0730-FCATAAACGAAATAGCTTGC
    GB_D03G0730-RCCTTGGTCTCATAGGAAAC
    GhUBQ7-FGAAGGCATTCCACCTGACCAAC
    GhUBQ7-RCTTGACCTTCTTCTTCTTGTGCTTG
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    利用海岛棉基因组(Hai7124_V1.1)数据建立本地数据库,以拟南芥和水稻RLCK VI家族基因为探针序列,利用TBtools软件中的BLAST Several Sequences to a Big Database程序进行序列比对,获得与拟南芥和水稻RLCK VI家族基因同源序列,利用NCBI 中Conserved domain database(CDD)和Pfam数据库进行保守结构域分析,选取均含RLCK VI家族保守结构域的海岛棉蛋白序列,采用MEGA7.0软件最大似然法程序构建进化树,利用同源聚类的原理进行序列筛选,获得39个海岛棉RLCK VI 家族成员(图1)。

    图  1  拟南芥、水稻与海岛棉RLCK VI家族基因系统进行分析
    红色方块为RLCK VI_A亚家族;绿色方块为RLCK VI_B亚家族;At:拟南芥,LOC_Os:水稻,GB:海岛棉。
    Figure  1.  Phylogenetic evolution of RLCK VI family genes in Arabidopsis thaliana, Oryza sativa, and G. barbadense
    Red square indicates RLCK VI_A subfamily group; green square, RLCK VI_B subfamily group; At: Arabidopsis thaliana; LOC_Os: Oryza sativa; GB: G. barbadense.

    对RLCK VI家族成员编码的蛋白质进行理化性质分析,其编码的氨基酸序列长度为389~776 aa,蛋白质分子量为44313.24~84629.22 Da,理论等电点(Theoretical isoelectric point,pI)5.3~9.51,pI<7.0 的酸性蛋白质共计25个,其中17个为GbRLCK VI_A亚族成员;pI>7.0的碱性蛋白共计14个,其中10个为GbRLCK VI_A亚族成员(表2)。亚细胞定位分析显示,位于细胞质中有12个基因,位于胞外有10个基因,位于质膜上的基因共计17个(表2)。基于海岛棉全基因组数据,共鉴定RLCK VI家族基因成员39个基因均含有1个激酶结构域,分析该家族基因在染色体上的位置信息,结果表明(表2),在A04、A06、A07、A13号染色体和D02、D05、D06、D07、D08、D13号染色体无RLCK VI家族基因成员分布,其他每条染色体上至少含有1个RLCK VI家族基因,其中位于A、D的11、12号染色体的最多,每条染色体均包含5个RLCK VI家族基因;统计发现A、D染色体分别含有RLCK VI家族基因20个、19个,由此说明,GbRLCK VI家族基因在 A染色体和 D染色体的进化历程可能是不对称的(表2)。

    表  2  GbRLCK VI亚族成员蛋白理化性质及亚细胞定位分析
    Table  2.  Physicochemical properties and subcellular localizations of proteins in GbRLCK VI subfamily members
    基因编号
    Gene ID
    分类
    Classification
    理论等电点
    pI
    相对分子质量
    Relative molecular
    mass/Da
    染色体
    Chromosome
    位置
    Location/bp
    开放阅读
    框长度
    ORF/bp
    氨基酸
    Amino
    acids/aa
    亚细胞定位
    Subcellular
    localization
    GB_A01G0260RLCK VI_A5.3062875.09A2206175~22102441683561细胞质 Cytoplasmic
    GB_A01G1081RLCK VI_B8.1883349.28A20600106~206034582214738胞外 Extracellular
    GB_A01G1914RLCK VI_B5.9775989.42A103561645~1035644862046682胞外 Extracellular
    GB_A02G1246RLCK VI_B6.9484611.20A63519857~635240242325775胞外 Extracellular
    GB_A02G1740RLCK VI_A5.9450565.48A97801526~978034171362454质膜 Plasma membrane
    GB_A03G0311RLCK VI_A5.9544313.24A3766673~37689941167389质膜 Plasma membrane
    GB_A05G3702RLCK VI_A8.5267781.48A84140713~841436101815605细胞质 Cytoplasmic
    GB_A08G1010RLCK VI_A9.0865230.47A33774846~337772431749583细胞质 Cytoplasmic
    GB_A09G2643RLCK VI_A5.658175.80A77782790~777860631554518细胞质 Cytoplasmic
    GB_A10G1115RLCK VI_A6.0154570.32A22829603~228321841470490质膜 Plasma membrane
    GB_A11G0540RLCK VI_A6.0350910.97A4885422~48877631362454质膜 Plasma membrane
    GB_A11G1251RLCK VI_A9.2547356.59A12738544~127403331269423质膜 Plasma membrane
    GB_A11G2234RLCK VI_A6.0952234.38A51930366~519328081395465质膜 Plasma membrane
    GB_A11G2998RLCK VI_A6.9854619.72A102734569~1027393751455485质膜 Plasma membrane
    GB_A11G3462RLCK VI_A8.3954509.86A111382556~1113868841455485细胞质 Cytoplasmic
    GB_A12G0061RLCK VI_A9.5444738.44A770437~7722121197399质膜 Plasma membrane
    GB_A12G0366RLCK VI_B5.5351025.69A6110842~61126041365455质膜 Plasma membrane
    GB_A12G0580RLCK VI_B8.9457833.28A12489405~124919041566522胞外 Extracellular
    GB_A12G0837RLCK VI_B6.2872794.02A35264457~352675521959653胞外 Extracellular
    GB_A12G1016RLCK VI_A6.0855330.70A58620348~586235571470490细胞质 Cytoplasmic
    GB_D01G0255RLCK VI_A5.6154753.77D2136137~21386681461487质膜 Plasma membrane
    GB_D01G1159RLCK VI_B8.6282638.79D16772231~167755942193731胞外 Extracellular
    GB_D01G2010RLCK VI_B5.8775966.19D54299320~543021612049683胞外 Extracellular
    GB_D03G0345RLCK VI_A5.9450468.36D3912795~39146841359453质膜 Plasma membrane
    GB_D03G0730RLCK VI_B6.5284629.22D19203868~192080892328776胞外 Extracellular
    GB_D03G1685RLCK VI_A5.8644338.23D49960463~499626481167389质膜 Plasma membrane
    GB_D04G0916RLCK VI_A8.8267857.57D17923478~179263921824608细胞质 Cytoplasmic
    GB_D09G2477RLCK VI_A5.5458118.73D52528068~525312901554518细胞质 Cytoplasmic
    GB_D10G1818RLCK VI_A6.158069.37D46511912~465144751569523细胞质 Cytoplasmic
    GB_D11G0554RLCK VI_A5.9651742.65D4472367~44747581386462质膜 Plasma membrane
    GB_D11G1285RLCK VI_A9.3750810.57D11385965~113877531347449细胞质 Cytoplasmic
    GB_D11G2293RLCK VI_A6.1752301.37D30637528~306399691395465质膜 Plasma membrane
    GB_D11G2991RLCK VI_A7.6754466.53D60438857~604436721455485质膜 Plasma membrane
    GB_D11G3433RLCK VI_A8.3954454.82D67010248~670145911455485细胞质 Cytoplasmic
    GB_D12G0064RLCK VI_A9.5144758.54D777708~7819021197399质膜 Plasma membrane
    GB_D12G0350RLCK VI_B5.5451097.86D4562988~45647411365455质膜 Plasma membrane
    GB_D12G0573RLCK VI_B9.0457727.16D9309237~93117331563521胞外 Extracellular
    GB_D12G0968RLCK VI_A5.7353551.68D20078236~200807551425475细胞质 Cytoplasmic
    GB_D12G0998RLCK VI_B6.6279099.37D16414879~164179752133711胞外 Extracellular
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    利用39条海岛棉RLCK VI家族基因的氨基酸序列构建系统进化树并对家族基因结构和保守基序进行可视化分析,结果显示(图2),39个RLCK VI家族基因分为A、B两个组;通过比较RLCK VI家族基因外显子-内含子,基因外显子数6~9个;利用 MEME 在线软件分析海岛棉RLCK VI 家族蛋白序列保守 motif,分析发现B组基因成员均含有motif1~motif8,而A组基因成员除GB_A12G0580GB_D12G0573外,其他成员均含有motif1~motif7,motif9或motif10只存在部分RLCK VI家族成员。

    图  2  海岛棉RLCK VI家族蛋白序列的保守基序和基因结构分析
    Figure  2.  Conserved motifs and structures of RLCK VI protein sequences in G. barbadense

    为了进一步探索海岛棉RLCK VI家族基因的进化过程,本研究分析了海岛棉RLCK VI 家族不同基因间的共线性关系,共发现36对RLCK VI基因存在共线性关系(图3),除A 染色体和 D染色体上的RLCK VI基因之间存在共线性关系外,A 、D染色体内分别有2对和7对RLCK VI基因也存在共线性关系,而且RLCK VI基因家族存在单个基因对应多个基因的情况,说明该家族在进化过程中发生了染色体片段复制事件。

    图  3  海岛棉RLCK VI基因全基因组复制分布
    Figure  3.  Distribution of GbRLCK VI whole genome duplication

    为研究海岛棉GbRLCK_VI家族基因在染色体区段上的进化复制关系,利用TBtool软件中的MCScanX软件检测复制基因。在海岛棉A 染色体间、D 染色体间及 A和D 染色体间分别检测到了2对、5对和24对全基因组复制基因,采用KaKs_Calculator对海岛棉复制基因对进行 Ka/Ks分析(表3)。研究发现所有基因对的 Ka/Ks 均小于 1,表明海岛棉GbRLCK VI家族基因在进化过程中可能经历了严格的纯化选择作用,暗示了复制基因在进化上的保守,结构稳定,可能具有一致性功能。

    表  3  串联重复基因Ka/Ks计算
    Table  3.  Calculation of Ka/Ks for tandem repeat gene
    基因编号
    Gene ID
    基因编号
    Gene ID
    非同义替换
    Ka
    同义替换
    Ks
    非同义替换/同义替换
    Ka/Ks
    GB_A01G1914GB_A12G03660.1043121140.452631370.230457101
    GB_A01G0260GB_D01G02550.0289432250.0463229270.624814254
    GB_A01G1081GB_D01G11590.0209772450.0544456660.385287692
    GB_A01G1914GB_D01G20100.0134067520.028454990.471156428
    GB_A01G1914GB_D12G03500.1092776370.4737823210.230649461
    GB_A02G1740GB_D03G03450.0056912770.030538570.186363574
    GB_A02G1246GB_D03G07300.0067765170.0375430270.18050001
    GB_A02G1740GB_D11G22930.1975540851.0400105140.18995393
    GB_A05G3702GB_D04G09160.0233085040.0567705110.410574135
    GB_A09G2643GB_D09G24770.0125517190.0503768680.249156396
    GB_A10G1115GB_D09G24770.2507065040.7441118030.336920478
    GB_A10G1115GB_D10G18180.0106882240.027009670.395718402
    GB_A11G1251GB_A12G00610.1030865680.888366220.116040621
    GB_A11G0540GB_D11G05540.013832970.0353501610.391312788
    GB_A11G1251GB_D11G12850.0123565520.0389468030.31726743
    GB_A11G2998GB_D11G29910.013975910.0540496220.258575533
    GB_A11G3462GB_D11G34330.0134552870.0697808820.192821966
    GB_A11G0540GB_D11G22930.2391914470.6798021630.351854496
    GB_A11G2234GB_D11G22930.0092701060.043213280.214519851
    GB_A11G1251GB_D12G00640.1086973990.8189743040.132723821
    GB_A12G0366GB_D01G20100.1101348990.4973727120.221433336
    GB_A12G0061GB_D11G12850.1024736060.893843920.114643735
    GB_A12G0061GB_D12G00640.0175832230.052455830.335200547
    GB_A12G0580GB_D12G05730.0066834190.0457284470.146154523
    GB_A12G0366GB_D12G03500.012329370.0269767770.457036417
    GB_A12G1016GB_D12G09680.0146023320.0655617830.222726282
    GB_D01G2010GB_D12G03500.1162400860.5130967430.22654614
    GB_D03G0345GB_D11G22930.195157331.0622308920.18372402
    GB_D09G2477GB_D10G18180.2540535180.744675190.341160175
    GB_D11G0554GB_D11G22930.2103674090.6607278120.318387398
    GB_D11G1285GB_D12G00640.1068235830.8239592170.129646687
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    由于基因的表达和功能的执行具有组织特异性,利用转录组数据分析了GbRLCK VI家族成员在根、茎、叶、花药、苞片、花丝、花瓣、雌蕊、萼片、花托等10个组织的表达模式(图4),以TPM>1 作为基因表达的筛选标准。结果表明,4个基因在所有组织中的TPM数值均小于1,因此认为它们在组织中不表达或者表达量极少。只在其中1个组织中表达的基因共9个,根中表达的基因2个(GB_D04G0916GB_A05G3702),花药中表达的基因6个(GB_D10G1818GB_A02G1740GB_A12G1016GB_D09G2477GB_A11G0540GB_A10G1115),GB_D11G3433只在花丝中表达。只在两个组织中表达的基因有3个,包括GB_D11G2991(根、花丝)、GB_A01G0260(根、花托)、GB_D03G0345(花药、苞片)。在3个组织(根、花丝、雌蕊)中表达的基因有4个(GB_D11G1285GB_A11G1251GB_A12G0366GB_D11G0554)。在4个组织(根、花丝、雌蕊、花托)中表达的只有GB_D12G0350基因。在根、茎、花药、苞片、花瓣、雌蕊、萼片7个组织中表达的基因仅有GB_A01G1081GB_A11G2234GB_A12G0837GB_D01G1159GB_D11G2293在8个组织(根、叶、花药、苞片、花丝、花瓣、雌蕊、萼片、花托)中表达。GB_D12G0064GB_A12G0061GB_D01G2010在9个组织(根、茎、叶、花药、苞片、花瓣、雌蕊、萼片、花托)中表达。9个基因(GB_A01G1914GB_D12G0998GB_D12G0573GB_A12G0580GB_A03G0311GB_D03G0730GB_D03G1685GB_D01G0255GB_A02G1246)在10个组织(根、茎、叶、花药、苞片、花丝、花瓣、雌蕊、萼片、花托)中均表达(图4)。

    图  4  GbRLCK VI基因在海岛棉不同组织器官的表达分析
    Figure  4.  Expressions of GbRLCK VI in tissues and organs of G. barbadense

    利用海岛棉在盐、干旱与黄萎病菌胁迫下的转录组数据,分析GbRLCK VI家族基因在不同逆境中的表达规律,聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)模拟干旱胁迫处理后,以TPM>1 作为基因表达的筛选标准,发现20个基因在对照中TPM值均小于1,22个基因在处理1、3、6、12、24 h的TPM值均小于1,认为它们在CK和处理时间点不表达或表达量极低。与CK相比,各处理时间点均高于CK的基因3个(GB_D12G0064GB_A12G0061GB_A03G0311),而各处理时间点均低于CK的基因有2个(GB_D01G2010GB_D12G0998);除上述基因表达特征外,GB_A01G1914表达值在处理6、12、24 h高于CK,但在处理1、3 h表达值低于CK;GB_D11G2293只在12 h表达值高于CK,由此推测GbRLCK_VI家族的部分基因参与了干旱胁迫响应(图5)。

    图  5  GbRLCK VI基因在海岛棉不同逆境胁迫下聚类表达分析
    Figure  5.  Clustered GbRLCK_VI expressions under stresses

    盐胁迫处理后,发现17个基因在对照组和处理组中TPM值均小于1,除此之外,3个基因(GB_D03G0345GB_A11G2998GB_A10G1115)在对照组中TPM值均小于1,但在处理组不同时间点TPM值大于1。盐胁迫处理后,5个基因(GB_D12G0064GB_A12G0061GB_A03G0311GB_D03G0730GB_A02G1246)上调表达,4个基因(GB_A01G1914GB_A01G1081GB_A12G0837GB_A01G0260)下调表达, GB_D11G2293GB_A11G2234GB_D03G1685在处理24 h后上调表达,其余时间点下调表达,GB_D01G0255处理1 h后上调表达,其余时间点下调表达(图5)。

    黄萎病菌胁迫后,发现17个基因在对照组和处理组中TPM值均小于1,表明这些基因几乎不参与黄萎病菌胁迫相响应。GB_A02G1740只在对照组中TPM值小于1,但在处理组不同时间点TPM值大于1;3个基因(GB_A11G0540GB_D12G0350GB_A12G0366)在对照组中TPM值大于1,黄萎病菌处理后,TPM值小于1;与对照相比,处理组中5个基因(GB_D01G2010GB_A01G1914、GB_A11G0540GB_A12G0580GB_D01G2010)在处理时间点下调,10个基因(GB_D12G0064GB_A12G0061GB_A02G1246GB_A02G1740GB_D01G1159GB_A01G1081GB_D03G0345GB_D03G0370GB_A03G0311GB_D03G1685)在处理时间点上调表达,以上分析结果显示GbRLCK VI家族成员在棉花应对逆境胁迫时发挥着重要作用(图5)。

    在上述数据基础上,从响应干旱、盐和黄萎病菌胁迫的GbRLCK VI家族中挑选4个基因GB_A12G0061GB_A11G2234GB_D01G2010GB_D03G0730进行qRT-PCR验证,结果如图6所示,GB_A11G2234基因均能响应干旱、盐和黄萎病菌胁迫,胁迫处理24 h时,表达量最高。GB_A12G0061基因在3种胁迫处理后,随处理时间的延长,在不同处理时间点相对表达量均高于对照,干旱胁迫后,该基因在处理24 h时表达量最高,而盐和黄萎病菌胁迫后,该基因在处理12 h时表达量最高。GB_D01G2010基因的表达特正与转录组数据结果一致,该基因对干旱和盐胁迫响应随处理时间推移,较对照而言,表达量下降,但黄萎病菌处理后,在处理12 h表达量达到最高值。GB_D03G0730基因在盐和黄萎病菌胁迫处理后,在不同处理时间点相对表达量均高于对照,干旱胁迫后,该基因在处理1 h时表达量最高,较其他3个基因而言,该基因对干旱胁迫响应时间较早,上述结果显示,GB_A12G0061GB_A11G2234GB_D03G0730基因在盐和黄萎病菌处理的时间点中,表达量高于对照;GB_A12G0061基因在干旱胁迫后,各处理时间点表达量均高于对照,表明它们参与了棉花对逆境胁迫(干旱、盐和黄萎病菌)的响应过程。

    图  6  GbRLCK VI家族基因在海岛棉不同逆境胁迫下qRT-PCR分析
    A~D:PEG处理;E~H:NaCl处理;I~L:黄萎病菌处理。
    Figure  6.  qRT-PCR of GbRLCK_VI under stresses
    A–D: PEG treatments; E–H: NaCl treatments; I–L: verticillium wilt pathogen treatments.

    棉花是重要的纤维和油料作物[27]。目前,新疆是我国的棉花主产区,但地处干旱荒漠地带,水资源短缺,盐碱重且分布广,棉田枯黄萎病蔓延,严重制约棉花可持续发展,积极开发抗病、抗旱、耐盐碱地植棉潜力,将成为棉花生产保持相对稳定的重要应对策略。因此培育多抗棉花品种是当前棉花育种的主要目标[18]。研究表明,RLCK家族基因广泛参与植物的抗逆、生长发育等多种生物过程[2,27],而棉花全基因组测序完成,为我们从全基因组水平研究基因家族奠定了基础。本研究从海岛棉全基因组中鉴定出39个RLCK VI 家族基因,该亚家族基因数量明显高于拟南芥(14个)和水稻(13个),但从植物基因组大小相比,棉花基因组较大,约2.22 Gb[28],远高于拟南芥(164 Mb)[29]、水稻(441 Mb)的基因组[29],推测棉花中RLCK VI家族成员数量与基因组大小有明显相关性,其原因可能由于棉花中RLCK VI家族基因发生了基因组复制事件,从而引起该家族基因扩展。

    依据拟南芥和水稻中RLCK VI家族基因的进化关系及分组方法[8],将海岛棉的39个RLCK VI基因分为A、B亚家族,数量分别为27个和12个,而拟南芥中的RLCK VI_A和RLCK VI_B亚家族成员均为7个[8],水稻中的RLCK VI_A、RLCK VI_B亚家族成员分别为7个、6个,除基因数量存在差异外,其结果与拟南芥和水稻中的RLCK VI家族分组结果一致。对海岛棉RLCK VI家族基因结构分析结果显示,该家族基因成员均有内含子,该结论与拟南芥和水稻RLCK VI家族基因结构相似 [8]

    组织表达分析表明,海岛棉不同器官中RLCK VI家族基因表达模式不同,B组基因在植物组织中的表达高于量A组基因,统计显示,共计9个基因在10个组织均表达,说明这些基因可能在棉花整个生长发育中都发挥作用。在拟南芥中,AtRLCK VI A2(At2g18890)缺失后,严重影响细胞扩增和幼苗生长[11],而与该基因同源的GB_A03G0311GB_D03G1685在10个组织中均高表达;RLCK VI家族基因AtRBK1(At5g10520)通过磷酸化调控生长素应答调节细胞的生长[15],海岛棉中与AtRBK1基因同源性较高的基因有8个,其中,GB_D03G0345GB_A02G1740、 GB_A11G0540、 GB_D11G0554仅在花药组织中表达量较高, GB_D11G2293仅在根组织中表达量较高, GB_A11G2234在根和花药组织中表达量较高, GB_A12G1016、 GB_D12G0968在10个组织中均不表达;RLCK VI_B4(At2g16750)为发育迟缓(Stunted)基因,当该基因缺失后,拟南芥突变体发育的许多方面表现出生长迟缓;在营养生长期,突变体幼苗比野生型幼苗的叶子更小、根更短[10], 海岛棉中与RLCK VI_B4同源的基因有4个,GB_A01G1914GB_D01G2010在10个组织中均表达,但GB_A12G0366仅在根、花丝和雌蕊中表达,通过转录组数据推测海岛棉中RLCK VI家族基因参与了生长发育调控,且在组织中表达具有多样性,后续进行相关研究仍需进行分析和验证。

    前人研究证实RLCK-VI家族蛋白成员在拟南芥和水稻中广泛参与植物的生物胁迫和非生物胁迫生物过程[3-5]。通过分析不同胁迫(干旱、盐、黄萎病)处理下海岛棉RLCK VI家族基因的表达模式,统计发现,B组中参与胁迫响应的基因多于A组基因,研究表明,AtRLCK VI A3(At5g65530)不仅能提高拟南芥对白粉病的抗性,而且能调控拟南芥中的毛状体分支生长[4],而与之同源的基因(GB_A11G2234GB_A12G1016GB_D11G2293GB_D12G0968)共4个,其中,GB_A11G2234GB_D11G2293能够被干旱、盐及黄萎病胁迫诱导表达,但GB_A12G1016GB_D12G0968均不能被干旱、盐及黄萎病胁迫诱导表达;水稻中,OsRRK1基因是第一个被研究的类胞质受体激酶RLCK Ⅵ家族基因,在调控水稻叶片的卷曲和对褐飞虱的防御中都起关键作用[5],在海岛棉中与该基因同源性较高的基因为GB_A03G0331、 GB_D03G1685,两个基因在盐、干旱、黄萎病菌胁迫下均能表达,但在盐、干旱胁迫下表达量较高,表明GB_A03G0331GB_D03G1685GB_A11G2234、GB_D11G2293基因能够参与逆境胁迫,以上结果与已有的研究结果相似,但GB_A12G1016GB_D12G0968基因虽然与AtRLCK VI A3有较高的同源性,但均不能被干旱、盐及黄萎病胁迫诱导表达。挑选4个基因GB_A12G0061GB_A11G2234GB_D01G2010GB_D03G0730进行qRT-PCR验证,表达分析结果显示,4个基因在干旱、盐或黄萎病菌胁迫下的表达趋势与转录组数据一致,表明它们参与了棉花对逆境胁迫(干旱、盐和黄萎病菌)的响应过程,目前RLCK VI家族基因相关研究主要集中于拟南芥和水稻,但研究成果仍然较少,因此,海岛棉RLCK VI家族基因的生物学功能仍需深入研究。

    综上,本研究从海岛棉基因组中鉴定出39 个GbRLCK_VI基因家族成员,分A、B两组, GbRLCK VI家族基因的表达具有组织特异性,且多数基因能被盐、干旱、黄萎病胁迫诱导表达。

  • 图  1   拟南芥、水稻与海岛棉RLCK VI家族基因系统进行分析

    红色方块为RLCK VI_A亚家族;绿色方块为RLCK VI_B亚家族;At:拟南芥,LOC_Os:水稻,GB:海岛棉。

    Figure  1.   Phylogenetic evolution of RLCK VI family genes in Arabidopsis thaliana, Oryza sativa, and G. barbadense

    Red square indicates RLCK VI_A subfamily group; green square, RLCK VI_B subfamily group; At: Arabidopsis thaliana; LOC_Os: Oryza sativa; GB: G. barbadense.

    图  2   海岛棉RLCK VI家族蛋白序列的保守基序和基因结构分析

    Figure  2.   Conserved motifs and structures of RLCK VI protein sequences in G. barbadense

    图  3   海岛棉RLCK VI基因全基因组复制分布

    Figure  3.   Distribution of GbRLCK VI whole genome duplication

    图  4   GbRLCK VI基因在海岛棉不同组织器官的表达分析

    Figure  4.   Expressions of GbRLCK VI in tissues and organs of G. barbadense

    图  5   GbRLCK VI基因在海岛棉不同逆境胁迫下聚类表达分析

    Figure  5.   Clustered GbRLCK_VI expressions under stresses

    图  6   GbRLCK VI家族基因在海岛棉不同逆境胁迫下qRT-PCR分析

    A~D:PEG处理;E~H:NaCl处理;I~L:黄萎病菌处理。

    Figure  6.   qRT-PCR of GbRLCK_VI under stresses

    A–D: PEG treatments; E–H: NaCl treatments; I–L: verticillium wilt pathogen treatments.

    表  1   荧光定量 PCR引物序列

    Table  1   Sequences of primers for quantitative PCR

    基因名称
    Gene name
    基因序列(5′-3′)
    Primer sequence (5′-3′)
    GB_A11G2234-FAATGAAGAATGAGAAACAA
    GB_A11G2234-RGAGGTGAAAACTGAAGTAC
    GB_A12G0061-FAAACTGGACTCACCACAAC
    GB_A12G0061-RAGTACACCAAAGGCAAACA
    GB_D01G2010-FGCAATATGGGGACCAACTG
    GB_D01G2010-RAGAACAACACCGAAAGCGT
    GB_D03G0730-FCATAAACGAAATAGCTTGC
    GB_D03G0730-RCCTTGGTCTCATAGGAAAC
    GhUBQ7-FGAAGGCATTCCACCTGACCAAC
    GhUBQ7-RCTTGACCTTCTTCTTCTTGTGCTTG
    下载: 导出CSV

    表  2   GbRLCK VI亚族成员蛋白理化性质及亚细胞定位分析

    Table  2   Physicochemical properties and subcellular localizations of proteins in GbRLCK VI subfamily members

    基因编号
    Gene ID
    分类
    Classification
    理论等电点
    pI
    相对分子质量
    Relative molecular
    mass/Da
    染色体
    Chromosome
    位置
    Location/bp
    开放阅读
    框长度
    ORF/bp
    氨基酸
    Amino
    acids/aa
    亚细胞定位
    Subcellular
    localization
    GB_A01G0260RLCK VI_A5.3062875.09A2206175~22102441683561细胞质 Cytoplasmic
    GB_A01G1081RLCK VI_B8.1883349.28A20600106~206034582214738胞外 Extracellular
    GB_A01G1914RLCK VI_B5.9775989.42A103561645~1035644862046682胞外 Extracellular
    GB_A02G1246RLCK VI_B6.9484611.20A63519857~635240242325775胞外 Extracellular
    GB_A02G1740RLCK VI_A5.9450565.48A97801526~978034171362454质膜 Plasma membrane
    GB_A03G0311RLCK VI_A5.9544313.24A3766673~37689941167389质膜 Plasma membrane
    GB_A05G3702RLCK VI_A8.5267781.48A84140713~841436101815605细胞质 Cytoplasmic
    GB_A08G1010RLCK VI_A9.0865230.47A33774846~337772431749583细胞质 Cytoplasmic
    GB_A09G2643RLCK VI_A5.658175.80A77782790~777860631554518细胞质 Cytoplasmic
    GB_A10G1115RLCK VI_A6.0154570.32A22829603~228321841470490质膜 Plasma membrane
    GB_A11G0540RLCK VI_A6.0350910.97A4885422~48877631362454质膜 Plasma membrane
    GB_A11G1251RLCK VI_A9.2547356.59A12738544~127403331269423质膜 Plasma membrane
    GB_A11G2234RLCK VI_A6.0952234.38A51930366~519328081395465质膜 Plasma membrane
    GB_A11G2998RLCK VI_A6.9854619.72A102734569~1027393751455485质膜 Plasma membrane
    GB_A11G3462RLCK VI_A8.3954509.86A111382556~1113868841455485细胞质 Cytoplasmic
    GB_A12G0061RLCK VI_A9.5444738.44A770437~7722121197399质膜 Plasma membrane
    GB_A12G0366RLCK VI_B5.5351025.69A6110842~61126041365455质膜 Plasma membrane
    GB_A12G0580RLCK VI_B8.9457833.28A12489405~124919041566522胞外 Extracellular
    GB_A12G0837RLCK VI_B6.2872794.02A35264457~352675521959653胞外 Extracellular
    GB_A12G1016RLCK VI_A6.0855330.70A58620348~586235571470490细胞质 Cytoplasmic
    GB_D01G0255RLCK VI_A5.6154753.77D2136137~21386681461487质膜 Plasma membrane
    GB_D01G1159RLCK VI_B8.6282638.79D16772231~167755942193731胞外 Extracellular
    GB_D01G2010RLCK VI_B5.8775966.19D54299320~543021612049683胞外 Extracellular
    GB_D03G0345RLCK VI_A5.9450468.36D3912795~39146841359453质膜 Plasma membrane
    GB_D03G0730RLCK VI_B6.5284629.22D19203868~192080892328776胞外 Extracellular
    GB_D03G1685RLCK VI_A5.8644338.23D49960463~499626481167389质膜 Plasma membrane
    GB_D04G0916RLCK VI_A8.8267857.57D17923478~179263921824608细胞质 Cytoplasmic
    GB_D09G2477RLCK VI_A5.5458118.73D52528068~525312901554518细胞质 Cytoplasmic
    GB_D10G1818RLCK VI_A6.158069.37D46511912~465144751569523细胞质 Cytoplasmic
    GB_D11G0554RLCK VI_A5.9651742.65D4472367~44747581386462质膜 Plasma membrane
    GB_D11G1285RLCK VI_A9.3750810.57D11385965~113877531347449细胞质 Cytoplasmic
    GB_D11G2293RLCK VI_A6.1752301.37D30637528~306399691395465质膜 Plasma membrane
    GB_D11G2991RLCK VI_A7.6754466.53D60438857~604436721455485质膜 Plasma membrane
    GB_D11G3433RLCK VI_A8.3954454.82D67010248~670145911455485细胞质 Cytoplasmic
    GB_D12G0064RLCK VI_A9.5144758.54D777708~7819021197399质膜 Plasma membrane
    GB_D12G0350RLCK VI_B5.5451097.86D4562988~45647411365455质膜 Plasma membrane
    GB_D12G0573RLCK VI_B9.0457727.16D9309237~93117331563521胞外 Extracellular
    GB_D12G0968RLCK VI_A5.7353551.68D20078236~200807551425475细胞质 Cytoplasmic
    GB_D12G0998RLCK VI_B6.6279099.37D16414879~164179752133711胞外 Extracellular
    下载: 导出CSV

    表  3   串联重复基因Ka/Ks计算

    Table  3   Calculation of Ka/Ks for tandem repeat gene

    基因编号
    Gene ID
    基因编号
    Gene ID
    非同义替换
    Ka
    同义替换
    Ks
    非同义替换/同义替换
    Ka/Ks
    GB_A01G1914GB_A12G03660.1043121140.452631370.230457101
    GB_A01G0260GB_D01G02550.0289432250.0463229270.624814254
    GB_A01G1081GB_D01G11590.0209772450.0544456660.385287692
    GB_A01G1914GB_D01G20100.0134067520.028454990.471156428
    GB_A01G1914GB_D12G03500.1092776370.4737823210.230649461
    GB_A02G1740GB_D03G03450.0056912770.030538570.186363574
    GB_A02G1246GB_D03G07300.0067765170.0375430270.18050001
    GB_A02G1740GB_D11G22930.1975540851.0400105140.18995393
    GB_A05G3702GB_D04G09160.0233085040.0567705110.410574135
    GB_A09G2643GB_D09G24770.0125517190.0503768680.249156396
    GB_A10G1115GB_D09G24770.2507065040.7441118030.336920478
    GB_A10G1115GB_D10G18180.0106882240.027009670.395718402
    GB_A11G1251GB_A12G00610.1030865680.888366220.116040621
    GB_A11G0540GB_D11G05540.013832970.0353501610.391312788
    GB_A11G1251GB_D11G12850.0123565520.0389468030.31726743
    GB_A11G2998GB_D11G29910.013975910.0540496220.258575533
    GB_A11G3462GB_D11G34330.0134552870.0697808820.192821966
    GB_A11G0540GB_D11G22930.2391914470.6798021630.351854496
    GB_A11G2234GB_D11G22930.0092701060.043213280.214519851
    GB_A11G1251GB_D12G00640.1086973990.8189743040.132723821
    GB_A12G0366GB_D01G20100.1101348990.4973727120.221433336
    GB_A12G0061GB_D11G12850.1024736060.893843920.114643735
    GB_A12G0061GB_D12G00640.0175832230.052455830.335200547
    GB_A12G0580GB_D12G05730.0066834190.0457284470.146154523
    GB_A12G0366GB_D12G03500.012329370.0269767770.457036417
    GB_A12G1016GB_D12G09680.0146023320.0655617830.222726282
    GB_D01G2010GB_D12G03500.1162400860.5130967430.22654614
    GB_D03G0345GB_D11G22930.195157331.0622308920.18372402
    GB_D09G2477GB_D10G18180.2540535180.744675190.341160175
    GB_D11G0554GB_D11G22930.2103674090.6607278120.318387398
    GB_D11G1285GB_D12G00640.1068235830.8239592170.129646687
    下载: 导出CSV
  • [1] 易黎. 拟南芥及甘蓝型油菜RBK2蛋白及相关蛋白家族生物信息学分析[D]. 郑州: 郑州大学, 2016.

    YI L. Bioinformatics analysis of RBK2 and its related protein family in Arabidopsis thaliana and Braasica napus[D]. Zhengzhou: Zhengzhou University, 2016. (in Chinese)

    [2] 饶绍飞. 拟南芥类受体胞质激酶第七亚家族成员在先天免疫中的功能分析[D]. 北京: 中国科学院大学, 2018.

    RAO S F. Functional analysis of members of the seventh subfamily of Arabidopsis receptor cytoplasmic kinases in innate immunity[D]. Beijing: University of Chinese Academy of Sciences, 2018. (inChinese)

    [3]

    VIJ S, GIRI J, DANSANA P K, et al. The receptor-like cytoplasmic kinase (OsRLCK) gene family in rice: Organization, phylogenetic relationship, and expression during development and stress [J]. Molecular Plant, 2008, 1(5): 732−750. DOI: 10.1093/mp/ssn047

    [4]

    REINER T, HOEFLE C, HUESMANN C, et al. The Arabidopsis ROP-activated receptor-like cytoplasmic kinase RLCK VI_A3 is involved in control of basal resistance to powdery mildew and trichome branching [J]. Plant Cell Reports, 2015, 34(3): 457−468. DOI: 10.1007/s00299-014-1725-1

    [5] 马银花, 李萍芳, 董文静, 等. 水稻抗性蛋白OsRRK1抗褐飞虱机理分析 [J]. 中国水稻科学, 2020, 34(6):512−519. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.0406

    MA Y H, LI P F, DONG W J, et al. Mechanism analysis of rice resistance protein OsRRK1 against the brown planthopper [J]. Chinese Journal of Rice Science, 2020, 34(6): 512−519.(in Chinese) DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.0406

    [6] 何含杰, 张党权, 唐丽, 等. 植物RLCK的生物学功能与信号途径研究进展 [J]. 植物生理学报, 2014, 50(7):885−890. DOI: 10.13592/j.cnki.ppj.2014.0154

    HE H J, ZHANG D Q, TANG L, et al. Recent advance on biological function and signal pathway of receptor-like cytoplasmic kinase in plants [J]. Plant Physiology Journal, 2014, 50(7): 885−890.(in Chinese) DOI: 10.13592/j.cnki.ppj.2014.0154

    [7]

    COSTA A T, BRAVO J P, KRAUSE-SAKATE R, et al. The receptor-like kinase SlSOBIR1 is differentially modulated by virus infection but its overexpression in tobacco has no significant impact on virus accumulation [J]. Plant Cell Reports, 2016, 35(1): 65−75. DOI: 10.1007/s00299-015-1868-8

    [8]

    JURCA M E, BOTTKA S, FEHÉR A. Characterization of a family of Arabidopsis receptor-like cytoplasmic kinases (RLCK class VI) [J]. Plant Cell Reports, 2008, 27(4): 739−748. DOI: 10.1007/s00299-007-0494-5

    [9]

    JUNG K H, CAO P J, SEO Y S, et al. The Rice Kinase Phylogenomics Database: A guide for systematic analysis of the rice kinase super-family [J]. Trends in Plant Science, 2010, 15(11): 595−599. DOI: 10.1016/j.tplants.2010.08.004

    [10]

    LEE L Y C, HOU X L, FANG L, et al. STUNTED mediates the control of cell proliferation by GA in Arabidopsis [J]. Development, 2012, 139(9): 1568−1576. DOI: 10.1242/dev.079426

    [11]

    VALKAI I, KÉNESI E, DOMONKOS I, et al. The Arabidopsis RLCK VI_A2 kinase controls seedling and plant growth in parallel with gibberellin [J]. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(19): 7266. DOI: 10.3390/ijms21197266

    [12]

    ENDERS T A, FRICK E M, STRADER L C. An Arabidopsis kinase cascade influences auxin-responsive cell expansion [J]. The Plant Journal, 2017, 92(1): 68−81. DOI: 10.1111/tpj.13635

    [13]

    LAL N K, FISHER A J, DINESH-KUMAR S P. Arabidopsis receptor-like cytoplasmic kinase BIK1: Purification, crystallization and X-ray diffraction analysis[J]. Acta Crystallographica Section F, Structural Biology Communications, 2016, 72(Pt 10): 738-742.

    [14]

    LU D P, WU S J, GAO X Q, et al. A receptor-like cytoplasmic kinase, BIK1, associates with a flagellin receptor complex to initiate plant innate immunity [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2010, 107(1): 496−501. DOI: 10.1073/pnas.0909705107

    [15]

    HUESMANN C, REINER T, HOEFLE C, et al. Barley ROP binding kinase1 is involved in microtubule organization and in basal penetration resistance to the barley powdery mildew fungus [J]. Plant Physiology, 2012, 159(1): 311−320. DOI: 10.1104/pp.111.191940

    [16] 马银花, 莫凯琴, 刘璐, 等. 过量表达OsRRK1对水稻叶片发育的影响 [J]. 中国农业科学, 2021, 54(5):877−886. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.05.001

    MA Y H, MO K Q, LIU L, et al. Effect of overexpression of OsRRK1 gene on rice leaf development [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2021, 54(5): 877−886.(in Chinese) DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.05.001

    [17] 田超, 王冉, 彭艳, 等. 植物抗逆胁迫相关蛋白激酶的研究进展 [J]. 安徽农业科学, 2015, 43(20):4−6,37. DOI: 10.3969/j.issn.0517-6611.2015.20.002

    TIAN C, WANG R, PENG Y, et al. Research advance of protein kinase in plant resistant to adversity stress [J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2015, 43(20): 4−6,37.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.0517-6611.2015.20.002

    [18] 赵曾强, 孙国清, 张国丽, 等. 海岛棉GbRLCK10基因克隆及表达分析 [J]. 西北植物学报, 2017, 37(11):2130−2138. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.11.2130

    ZHAO Z Q, SUN G Q, ZHANG G L, et al. Cloning and expression analysis of the GbRLCK10 gene in Gossypium barbadense L. [J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2017, 37(11): 2130−2138.(in Chinese) DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.11.2130

    [19]

    RAMEGOWDA V, BASU S, KRISHNAN A, et al. Rice growth under drought kinase is required for drought tolerance and grain yield under normal and drought stress conditions [J]. Plant Physiology, 2014, 166(3): 1634−1645. DOI: 10.1104/pp.114.248203

    [20]

    SUN X L, SUN M Z, LUO X, et al. A Glycine soja ABA-responsive receptor-like cytoplasmic kinase, GsRLCK, positively controls plant tolerance to salt and drought stresses [J]. Planta, 2013, 237(6): 1527−1545. DOI: 10.1007/s00425-013-1864-6

    [21]

    DORJGOTOV D, JURCA M E, FODOR-DUNAI C, et al. Plant Rho-type (Rop) GTPase-dependent activation of receptor-like cytoplasmic kinases in vitro [J]. FEBS Letters, 2009, 583(7): 1175−1182. DOI: 10.1016/j.febslet.2009.02.047

    [22]

    AGRAWAL G K, IWAHASHI H, RAKWAL R. Small GTPase ‘Rop’: Molecular switch for plant defense responses [J]. FEBS Letters, 2003, 546(2/3): 173−180.

    [23]

    HU Y, CHEN J D, FANG L, et al. Gossypium barbadense and Gossypium hirsutum genomes provide insights into the origin and evolution of allotetraploid cotton [J]. Nature Genetics, 2019, 51(4): 739−748. DOI: 10.1038/s41588-019-0371-5

    [24]

    CHEN C J, CHEN H, ZHANG Y, et al. TBtools: An integrative toolkit developed for interactive analyses of big biological data [J]. Molecular Plant, 2020, 13(8): 1194−1202. DOI: 10.1016/j.molp.2020.06.009

    [25]

    KUMAR S, STECHER G, TAMURA K. MEGA7: Molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets [J]. Molecular Biology and Evolution, 2016, 33(7): 1870−1874. DOI: 10.1093/molbev/msw054

    [26]

    VERA ALVAREZ R, PONGOR L S, MARIÑO-RAMÍREZ L, et al. TPMCalculator: One-step software to quantify mRNA abundance of genomic features [J]. Bioinformatics, 2019, 35(11): 1960−1962. DOI: 10.1093/bioinformatics/bty896

    [27]

    SHABAN M, MIAO Y H, ULLAH A, et al. Physiological and molecular mechanism of defense in cotton against Verticillium dahliae [J]. Plant Physiology and Biochemistry, 2018, 125: 193−204. DOI: 10.1016/j.plaphy.2018.02.011

    [28]

    WANG M J, TU L L, YUAN D J, et al. Reference genome sequences of two cultivated allotetraploid cottons, Gossypium hirsutum and Gossypium barbadense [J]. Nature Genetics, 2019, 51(2): 224−229. DOI: 10.1038/s41588-018-0282-x

    [29] 庞丹丹, 刘玉飞, 田易萍, 等. 茶树ZF-HD转录因子基因家族的鉴定及表达分析 [J]. 南方农业学报, 2021, 52(3):632−640. DOI: 10.3969/j.issn.2095-1191.2021.03.011

    PANG D D, LIU Y F, TIAN Y P, et al. Identification and expression analysis of ZF-HD transcription factor gene family in Camellia sinensis [J]. Journal of Southern Agriculture, 2021, 52(3): 632−640.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.2095-1191.2021.03.011

  • 期刊类型引用(0)

    其他类型引用(1)

图(6)  /  表(3)
计量
  • 文章访问数:  533
  • HTML全文浏览量:  194
  • PDF下载量:  32
  • 被引次数: 1
出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-24
  • 修回日期:  2022-11-26
  • 网络出版日期:  2023-06-01
  • 刊出日期:  2023-06-27

目录

/

返回文章
返回