花苜蓿GASA基因家族鉴定及干旱胁迫下表达模式分析

来源：江苏农业科学杂志2026年第第8期北京时间：

作者：董延康;曹博;王兴丽;王召明;李明雨

单位：1.草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学草地农业科技学院，甘肃兰州 730020； 2.甘南藏族自治州农林牧草科学院，甘肃甘南 747099； 3.国家草业技术创新中心(筹)，内蒙古呼和浩特 010051

摘要：花苜蓿(Medicago ruthenica)是重要的豆科牧草，具有优良的抗逆性。GASA基因家族编码一类受赤霉素诱导、富含半胱氨酸的多肽，在植物生长发育、胁迫响应的过程中发挥着重要作用。本研究利用花苜蓿全基因组数据，系统鉴定其GASA基因家族成员，并分析其在干旱胁迫下的表达模式。共鉴定出21个花苜蓿GASA基因(MrGASA1~MrGASA21)，理化性质分析结果显示，这些基因编码的蛋白质多为碱性蛋白，其中MrGASA6、MrGASA20具有较高的稳定性和亲水性。染色体定位结果表明，基因分布不均匀，并存在串联重复(如MrGASA1~MrGASA3、MrGASA9~ MrGASA11)和片段复制(如MrGASA4~MrGASA6)事件。通过系统发育分析将花苜蓿、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的GASA蛋白分为A、B、C 3类，其中A类成员最多。通过基因结构、保守基序分析揭示了家族成员的结构多样性，其中motif 1、motif 2高度保守，存在于所有成员中。启动子预测到大量与激素信号［赤霉素(GA)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)］、非生物胁迫响应(干旱、低温)相关的顺式作用元件。转录组、qRT-PCR分析结果表明，MrGASA基因在干旱胁迫下呈现差异表达模式，其中MrGASA4、MrGASA5的相对表达量上调，而MrGASA9、MrGASA11、MrGASA15的相对表达量下调；MrGASA2、MrGASA4、MrGASA9在处理早期上调表达，MrGASA10下调表达。研究首次在花苜蓿中全面解析了GASA基因家族，揭示了其成员特征、进化关系及在干旱胁迫下的表达调控模式，可为解析其在花苜蓿抗旱过程中的分子网络提供依据。

关键词：花苜蓿;GASA基因;干旱胁迫;转录表达分析