在棉花中的EPSPS和家庭的识别和表达分析
Zhao Li1, Zhen Zhang1, Yinbo Liu1
1State Key Laboratory of North China Crop Improvement and Regulation, Key Laboratory for Crop Germplasm Resources of Hebei, College of Agronomy, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China.
Plants (Basel, Switzerland)
|October 14, 2023
概括
这项研究确定了棉花中的5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate合成酶 (EPSPS) 和 bialaphos耐药性 (BAR) 基因,揭示了它们在除草剂耐药性中的作用,并提供了作物改进的候选者.
科学领域:
- 植物遗传学和分子生物学.
- 农作物科学和农业生物技术.
背景情况:
- 杂草会降低作物产量和质量,使除草剂对杂草管理至关重要.
- 现有的除草剂耐药性策略利用了5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate合成酶 (EPSPS) 和抗素耐药性 (BAR) 基因.
- 棉花缺乏特征性的EPSPS和BAR基因,阻碍了中国的除草剂耐药性发展.
研究的目的:
- 为了识别和描述棉花 (Gossypium hirsutum,G. barbadense,G. arboreum,G. raimondii) 中的EPSPS和BAR基因家族.
- 为了解棉花中除草剂耐药性机制提供候选基因.
- 为开发耐除除草剂的棉花品种奠定基础.
主要方法:
- 在四种棉花物种中对EPSPS和BAR基因进行全基因组识别.
- 遗传学分析,保存型号识别和基因结构分析.
- 对cis元素的促进体分析,表达特征 (组织特异性和应激反应) 和在除草剂治疗下的qRT-PCR验证.
主要成果:
- 在研究的棉花物种中确定了8,8,4,5个EPSPS基因和6,6,5,5个BAR基因.
- 根据进化和结构特征将EPSPS和BAR基因家族成员分为三个子组.
- 促进体含有与生长,发育,压力和激素相关的cis元素;基因表现出组织特异性的表达和对非生物压力的多样反应.
- 在除草剂应用后,GhePSPS3,GhePSPS4和GhBAR1的表达显著增加.
结论:
- 棉花EPSPS和BAR基因家族的全基因组表征已经完成.
- 这些基因在棉花对除草剂和非生物压力的反应中起作用.
- 已识别的候选基因为未来对棉花抗除草药耐药性和作物改善的研究提供了基础.


