韩利红 , 刘潮^* , 刘学林 , 刘芸伟 , 苏娅

曲靖师范学院生物资源与食品工程学院, 云南高原生物资源保护与利用研究中心, 曲靖, 655011
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2020 年, 第 18卷, 第 14 篇   
收稿日期: 2019年06月21日    接受日期: 2019年06月27日    发表日期: 2020年09月11日

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磷是植物生长发育的主要矿质营养元素之一，磷饥饿响应(phosphate starvation response, PHR)基因在调节植物磷素吸收中起着重要作用。鉴定桑树磷饥饿响应转录因子家族成员，分析其生物信息学特征，为桑树 PHR 家族基因的功能研究提供基础。从桑树基因组数据库中获得桑树 PHR 转录因子序列，利用 GSDS、ExPASy、MEGA、MEME、psRNATarget、STRING 等软件和网上转录组数据，对桑树 PHR 家族成员的基因结构、蛋白理化性质、保守基序、系统进化、基因组织表达、调控 miRNA 和蛋白互作网络进行分析。从桑树基因组中共鉴定出 12 个 PHR 基因家族成员，氨基酸数介于 256~1 529 之间，83.3%的成员属于酸性蛋白，所有成员均为亲水性蛋白。进化分析显示，MnPHR 转录因子归为 9 个聚类组，各聚类组含有 1~2 个 MnPHR 成员。外显子数为 6、7、8、19 的 MnPHR 编码基因成员分别有 7 个、3 个、1 个、1 个，同一聚类组中的基因结构类似。发现 4 个保守性较强的基序，所有 MnPHR 转录因子均含有基序 1~4，聚类组Ⅰ~Ⅳ的 MnPHR 转录因子缺少基序 6。基因组织表达分析发现 10 个桑树 PHR 基因在不同组织中有表达，且存在组织特异性，部分基因转录可能受 miRNA 的调控。MnPHR1 的蛋白互作网络分析发现，其主要参与了纤维素合成和转录因子表达调控等生物学过程。桑树 PHR 家族基因结构和氨基酸序列具有较强的保守性，其组织表达和蛋白互作网络结果表明该家族基因在植物的生长发育和营养吸收过程中发挥作用。本研究结果为深入开展桑树磷吸收和转运相关基因的克隆和功能验证提供了基础。 

桑树(Morus notabilis)；磷饥饿响应转录因子；基因表达；microRNA