黄芪CPP基因家族鉴定及非生物胁迫下表达分析

来源：江苏农业科学杂志2025年第第24期北京时间：

作者：王桁杰;梁君;李梦;周宁;李文渊

单位：1.郑州工业应用技术学院，河南郑州 451150； 2.河南中医药大学第一临床医学院，河南郑州 450000

摘要：CPP(富含半胱氨酸的多梳状蛋白)基因家族作为植物特有的转录调控因子，在调控植物生长发育和环境适应过程中具有重要作用。以重要的药用植物黄芪(Astragalus membranaceus)为研究对象，旨在全面解析其CPP基因家族的系统特征和生物学功能，为阐明黄芪抗逆分子机制和遗传改良提供理论基础。整合生物信息学和分子生物学方法，基于黄芪全基因组数据系统鉴定CPP家族成员，通过多序列比对、系统进化分析、基因结构解析等方法研究其分子特征；利用qRT-PCR技术分析基因在不同组织(根、茎、叶)和非生物胁迫(高温、干旱、高盐)条件下的表达模式。研究共鉴定出3个具有完整CPP结构域的基因家族成员(AmCPP1~AmCPP3)。这些基因编码碱性亲水蛋白(117～118 aa，分子量12.76～13.35 ku，等电点8.37～8.88)，亚细胞定位试验证实三者均定位于细胞核。系统进化分析将AmCPP基因分为4个亚族，黄芪成员均归属于Ⅳ亚族，与番茄CPP基因具有较近的亲缘关系。基因结构分析显示所有成员均含有7个内含子和2～3个UTR区，但保守基序组成存在差异。启动子分析共鉴定出18类顺式作用元件，涵盖激素、胁迫、光响应等多种调控功能，其中AmCPP2启动子区富含脱落酸及干旱诱导相关元件。表达谱分析表明，AmCPP基因在根组织中特异性高表达，其中AmCPP1在根中的表达量显著高于地上组织(3.2～3.5倍)。在非生物胁迫处理下，AmCPP2表现出最强的诱导表达，在高温(6 h，40倍)、干旱(6 h，240倍)和盐胁迫(12 h，12倍)下均上调。可见，黄芪CPP基因家族具有保守的基因结构和特异的表达模式，成员间存在明显的功能分化。

关键词：黄芪;CPP基因家族;非生物胁迫;表达分析