文献类型：期刊文献

中文题名：沙棘UGT基因家族的全基因组鉴定与表达分析

英文题名：Genome-wide Identification,Characterization,and Expression Analysis of UGT Gene Family Members in Sea Buckthorn(Hippophae rhamnoides L.)

作者：吕中睿[1] 刘宏[1] 张国昀[1] 于立洋[1] 罗红梅[2] 何彩云[1]

第一作者：吕中睿

机构：[1]国家林业和草原局林木培育重点实验室,中国林业科学研究院林业研究所,北京100091;[2]中国林业科学研究院沙漠林业实验中心,内蒙古磴口015200

年份：2021

卷号：34

期号：6

起止页码：9-19

中文期刊名：林业科学研究

外文期刊名：Forest Research

收录：CSTPCD;;Scopus;北大核心:【北大核心2020】；CSCD:【CSCD2021_2022】；

基金：国家自然科学基金(U2003116)。

语种：中文

中文关键词：沙棘;UDP糖基转移酶;基因表达

外文关键词：sea buckthorn;Hippophae rhamnoides;UDP-glycosyltransferase;gene expression

分类号：S718.46

摘要：[目的]本研究通过系统检测沙棘UGT基因家族成员,探讨其结构特征及潜在功能,为解析沙棘类黄酮糖苷生物合成机制及其积累模式奠定基础。[方法]利用BLASTP和hmmsearch搜索沙棘基因组,并通过Pfam、CDD和SMART数据库验证保守结构域。使用Prot-Param、MUSCLE、MAGA7.0、MEME、MCScanX等工具分析蛋白理化性质、系统发育、蛋白基序和基因结构及基因复制事件。利用转录组数据和实时荧光定量PCR分析沙棘UGT基因在果实发育过程中的表达模式。[结果]本研究从沙棘基因组中鉴定出89个沙棘UGT基因,全部包含UGT基因家族保守结构域PSPG box。通过分析发现:沙棘UGT蛋白长度为266~533氨基酸,平均分子量50.00 KDa,平均等电点5.89。根据系统发育关系,可将89个沙棘UGT分为16个组,其中,A组包含最多的沙棘UGT基因家族成员。除7号染色体外,UGT基因共分布在11条沙棘染色体上。研究发现,串联重复是导致沙棘UGT基因家族扩张的主要复制事件。转录组分析和实时荧光定量PCR表明,大部分基因具有广泛的果实发育阶段特异性表达。[结论]本研究提供了沙棘UGT基因家族的完整信息,为进一步研究沙棘基因家族成员的生物学功能提供了数据参考和理论依据。
[Objective]To study the characteristics and potential functions of sea buckthorn(Hippophae rhamnoides)and to analyze the biosynthesis mechanism and accumulation pattern of flavonoid glycosides by identifying the UGT gene family members in sea buckthorn.[Method]BLASTP and hmmsearch were used to identify the members of the HrUGT gene family based on sea buckthorn genome database.The protein physical and chemical properties,phylogenesis,protein motif and gene structure and gene duplication were analyzed by using Prot-Param,MUSCLE,MAGA7.0,MEME and MCScanX.[Result]89 HrUGTs containing the plant secondary product glycosyltransferase motif(PSPG)were identified from the sea buckthorn genome.The length of sea buckthorn UGT proteins ranged from266 to 533 amino acids,the average molecular weight was 50.00 KDa,and the average isoelectric point was 5.89.According to the phylogenetic relationship,the 89 HrUGTs could be divided into 16 major groups.84 HrUGTs were distributed on 11 chromosomes except chromosome 7.Tandem duplication was a predominant duplication event which caused the expansion of HrUGT genes.Transcriptomic data and RT-qPCR analysis indicated that most of UGT genes had a wide range of fruit development stage expression characteristics.[Conclusion]The complete information of the HrUGT gene family is obtained,which will benefit the study on the biological functions of HrUGTs.