在Panicoideae中的DNAJ蛋白基因扩张机制和在珍珠小米中的PgDNAJ功能识别

科学领域:

• 植物遗传学和进化研究
• 分子生物学分子生物学
• 农作物科学 农作物科学

背景情况:

• 全球变暖需要开发耐热作物.
• 像珍珠小米一样,Panicoideae亚家族的物种表现出自然的热适应性.
• 了解DNAJ蛋白质基因演变是识别抗压机制的关键.

研究的目的:

• 为了分析DNAJ蛋白质基因进化在Panicoideae.
• 确定和描述珍珠小米DNAJ基因 (PgDNAJ) 的耐热功能.
• 探索可移植元素 (TE) 在DNAJ基因扩张中的作用.

主要方法:

• 对12个Panicoideae和其他10个物种的DNAJ蛋白质基因进行比较进化分析.
• 在珍珠小米中识别和表征PgDNAJ基因.
• 对DNAJ基因附近的逆转移素 (TE) 插入模式的分析.
• 在高温应激反应中对PgDNAJ的功能分析.

主要成果:

• 79%的Panicoideae DNAJ蛋白质基因显示了逆转移子插入.
• 非核心DNAJ基因含有比核心基因更多的TE.
• 科皮亚和吉普赛的逆转移体有助于DNAJ基因扩张在Panicoideae.
• 在珍珠小米中确定了PgDNAJ基因.

结论:

• PgDNAJ通过激活亚酸盐过氧化酶 (APX) 来增强耐热性,减少反应性氧物种.
• 逆转移子插入是Panicoideae.ae中DNAJ基因家族进化的重要驱动因素.
• 这项研究为发现Panicoideae中耐热基因的发现提供了洞察力,以改善作物.