苦荞赤霉素合成相关基因的鉴定及表达分析

来源：江苏农业科学杂志2026年第第7期北京时间：

作者：张静;王成友;刘子洋;周仕祝;吕秋蓉;李洪有

单位：贵州师范大学生命科学学院荞麦产业技术研究中心，贵州贵阳 550025

摘要：鉴定苦荞赤霉素合成相关基因，探究它们在苦荞中的时空表达模式，为进一步解析它们在苦荞株型建成、开花结实等发育进程中的功能及分子调控机制提供理论依据。利用生物信息学方法对苦荞赤霉素合成相关基因进行全基因组鉴定，并对鉴定基因进行理化性质、基因结构、保守基序、保守结构域、多序列比对、系统进化、时空表达、逆境响应等分析，同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对FtCPS3、FtGA20ox2、FtGA20ox5基因进行表达分析。从苦荞基因组中共鉴定到24个赤霉素合成相关基因，包含3个CPS、1个KS、1个KO、5个KAO、6个GA20ox、2个GA3ox和6个GA2ox；24个基因分布于苦荞8条染色体上，其编码蛋白的分子质量为35.40~93.07 ku，等电点为5.25~9.15；基因结构、保守基序及保守结构域分析发现，这24个基因的外显子数为2~14个，编码的蛋白均含有多个保守基序和保守结构域。启动子顺式元件分析结果表明，这24个基因的启动子序列中含有光、赤霉素、生长素、水杨酸、脱落酸、茉莉酸甲酯、低温、干旱等响应的顺式元件。利用苦荞转录组数据分析发现，苦荞赤霉素合成相关基因在不同组织中具有明显的表达差异；其中FtGA20ox5、FtGA2ox2和FtGA2ox5基因响应了干旱胁迫；FtKO、FtGA20ox5、FtGA2ox2、FtGA2ox6和FtGA2ox5基因响应了盐胁迫。进一步通过qRT-PCR证实FtCPS3基因在茎中特异性表达；FtGA20ox2基因在种子中特异性高表达；FtGA20ox5基因在不同组织部位均表达，但在花中的表达量更高。苦荞基因组中有24个赤霉素合成相关基因，它们具有不同的时空表达模式和胁迫响应，暗示它们可能在苦荞不同发育时期的不同组织部位和不同逆境响应中发挥功能。

关键词：苦荞;赤霉素;基因;生物信息学分析;非生物胁迫;表达分析