番茄GEF基因家族鉴定及青枯菌胁迫响应分析

来源：江苏农业科学杂志2024年第第24期北京时间：

作者：骆少丹;王琼

单位：1.江苏科技大学生物技术学院，江苏镇江 212021； 2.扬州大学植物保护学院，江苏扬州 225009

摘要：鸟嘌呤核苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factor，GEF)广泛存在于植物细胞中，它通过调控小G蛋白的活性来参与植物生长发育和胁迫响应等多种胞内信号传导过程。目前GEF已经在拟南芥、水稻等物种中被发现，但番茄中GEF家族基因的研究尚未报道。本研究从番茄基因组数据库中共筛选鉴定出了13个植物特有的GEF基因家族成员，并将其分别命名为SlRopGEF1~SlRopGEF13。利用生物信息学手段对其理化性质、进化关系、基因结构、染色体分布、共线性等进行分析，并基于番茄功能基因组数据库中的转录组数据对其组织特异性表达和青枯菌胁迫下的诱导表达模式进行分析。结果表明，13个番茄GEF基因分别定位在9条染色体，各染色体上平均分布1~3个基因；氨基酸序列比对和结构域分析结果显示，SlRopGEF都具有由多个保守基序组成的典型PRONE (plant-specific ROP nucleotide exchanger)结构域；亚细胞定位预测结果显示所有的SlRopGEF都定位于细胞核，SlRopGEF2和SlRopGEF11还部分分别定位于细胞膜和叶绿体中；根据物种间进化关系分析将GEF家族成员分为3个亚族；番茄物种内共线性分析检测到6对共线性关系；物种间共线性分析结果显示多个番茄SlRopGEF与拟南芥和水稻中GEF家族同源基因存在共线性关系；除SlRopGEF1和SlRopGEF7在根部组织中表达水平较高，其余SlRopGEF更倾向于在花和果实组织中积累；青枯菌侵染处理下，番茄抗病和感病品种中一些SlRopGEF的表达水平显著性变化，表明部分GEF家族蛋白在调控番茄抗青枯病过程中发挥着一定的作用。本研究结果为接下来探究番茄GEF家族蛋白的免疫功能并解析其通过调控小G蛋白活性以参与番茄抗青枯病提供了基础科学依据。

关键词：番茄;GEF基因家族;生物信息学;基因表达;青枯菌