麦类作物学报

作者：魏迪，常平，刘佳熠，杨阳，张璇，陈亮，胡银岗

单位：西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨凌 712100

关键词：小麦,气孔发育,EPF/EPFL家族,表达分析,单倍型,

基金：国家自然科学基金项目(31671695)

表皮模式因子EPF/EPFL基因家族编码一类植物中特有的分泌类蛋白，在植物生长发育特别是形态建成过程中发挥着重要作用。为挖掘和利用小麦EPF/EPFL家族基因，对小麦该家族基因进行了系统鉴定，并利用生物信息学技术对其基因结构、蛋白质结构域、系统进化及表达特性进行分析。结果表明，在小麦全基因组水平共鉴定到35个TaEPF/EPFL基因家族成员，含有1~4个外显子，分布在除1A、5B外的19条染色体上，全基因组复制事件是导致该基因家族扩张的主要原因。蛋白结构分析显示，其编码蛋白的C端包含6个相对保守的半胱氨酸残基，N端存在信号肽剪切位点，且亚细胞定位在胞外基质中，属于一类胞外分泌蛋白。系统进化分析发现，TaEPF/EPFL基因在单子叶和双子叶植物分化之前就已形成。表达模式分析发现，大多数TaEPF/EPFL基因在小麦幼嫩组织和穗部表达量较高，部分TaEPF/EPFL基因响应干旱、高温等非生物胁迫。进一步分析 TaEPF1-2B不同单倍型与气孔性状的相关性，发现TaEPF1-2B不同单倍型的气孔密度、气孔长度、气孔宽度和气孔面积均存在极显著差异，净光合速率存在显著差异，其中单倍型Hap A具有较低的气孔密度和较高的光合速率，是优势单倍型。本研究结果为进一步改良小麦的抗旱性和光合效率提供了候选基因。

来源：2021年第11期

《麦类作物学报》期刊编辑部

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