葫芦（Benincasa hispida）中ARF基因家族的全基因组鉴定与表达分析

《BMC Plant Biology》：Genome-wide identification and expression analysis of the ARF gene family in wax gourd (Benincasa hispida)

　　

摘要

背景

生长素响应因子（ARFs）是调控生长素介导的植物生长发育的关键转录因子。然而，它们在蜡葫芦（Benincasa hispida）中的作用尚未被探索。

结果

我们在整个基因组中鉴定出了26个BhARF基因，这一数量超过了黄瓜中的基因数量，这可能反映了该基因家族的谱系特异性扩张和物种特有的进化历史。系统发育分析将它们分为七组，表明这些基因具有进化上的保守性。基序和基因结构分析显示出高度的序列相似性，而序列一致性分析则表明这些基因通过分散重复的方式发生了谱系特异性扩张。染色体定位显示这些基因的分布并不均匀。比较序列一致性分析表明，这些基因在葫芦科（Cucurbitaceae）内部的保守性更强。转录组分析显示BhARF6a和BhARF6b在果实中的表达水平较高。这两种基因都定位于细胞核中，在表达BhARF6a和BhARF6b的转基因Arabidopsis植物中，植株的高度和果实体积有所增加；值得注意的是，BhARF6a显著增加了种子的总重量，而BhARF6b主要增加了1000粒种子的重量，但对每株植物的总种子重量影响不大。此外，在高产转基因品系中观察到内源性IAA水平较高。

结论

我们的研究揭示了BhARF基因在蜡葫芦中的进化模式和功能重要性，尤其是BhARF6a和BhARF6b在果实发育中的作用。这些发现为未来在葫芦科植物中的研究和遗传改良提供了基础。

背景

生长素响应因子（ARFs）是调控生长素介导的植物生长发育的关键转录因子。然而，它们在蜡葫芦（Benincasa hispida）中的作用尚未被探索。

结果

我们在整个基因组中鉴定出了26个BhARF基因，这一数量超过了黄瓜中的基因数量，这可能反映了该基因家族的谱系特异性扩张和物种特有的进化历史。系统发育分析将它们分为七组，表明这些基因具有进化上的保守性。基序和基因结构分析显示出高度的序列相似性，而序列一致性分析则表明这些基因通过分散重复的方式发生了谱系特异性扩张。染色体定位显示这些基因的分布并不均匀。比较序列一致性分析表明，这些基因在葫芦科（Cucurbitaceae）内部的保守性更强。转录组分析显示BhARF6a和BhARF6b在果实中的表达水平较高。这两种基因都定位于细胞核中，在表达BhARF6a和BhARF6b的转基因Arabidopsis植物中，植株的高度和果实体积有所增加；值得注意的是，BhARF6a显著增加了种子的总重量，而BhARF6b主要增加了1000粒种子的重量，但对每株植物的总种子重量影响不大。此外，在高产转基因品系中观察到内源性IAA水平较高。

结论

我们的研究揭示了BhARF基因在蜡葫芦中的进化模式和功能重要性，尤其是BhARF6a和BhARF6b在果实发育中的作用。这些发现为未来在葫芦科植物中的研究和遗传改良提供了基础。