响应Phytophthora cinnamomi的Quercus ilex中类枯草杆菌蛋白酶基因家族的基因组范围鉴定、特征分析及表达研究

《Scientific Reports》：Genome-wide identification, characterization and expression analysis of the subtilisin-like protease gene family in Quercus ilex in response to Phytophthora cinnamomi

　　

摘要

类枯草杆菌蛋白酶（SBTs）是一大类丝氨酸肽酶，参与多种生物过程，包括植物的应激反应，但在森林树木中的研究仍较为有限。在本研究中，我们报道了在Quercus ilex（QiSBT）中对该基因家族的全基因组鉴定与分析，重点关注其转录组织结构以及对Phytophthora cinnamomi感染的响应。共鉴定出87个QiSBT基因，对其进行了结构注释，并通过与Arabidopsis thaliana、Populus trichocarpa以及另外三种Quercus物种（Q. lobata、Q. robur和Q. variabilis）的比较分析，将其系统分类为七个亚家族。保守结构域和基因结构的分析显示这些基因具有高度的进化保守性，其中一个亚家族富含无内含子或内含子较少的基因。启动子分析发现了许多响应环境压力的顺式元件，表明这些基因可能在环境胁迫条件下受到转录调控。在Phytophthora cinnamomi感染下的表达谱分析显示，QiSBT基因家族内部存在差异性的转录反应。具体而言，QiSBT24、QiSBT63和QiSBT69在接种菌苗后表达显著上调，分别上调了约3倍、8倍和30倍。这些结果为了解QiSBT在Quercus ilex中的结构、进化及其潜在的防御作用提供了新的见解，为未来针对这些基因的功能研究奠定了基础，有助于理解它们对地中海橡树物种抗性机制的贡献。