晋昕,魏玉溪,陈正亮,王泽民,张国栋,杨江伟,张宁,司怀军.马铃薯丝氨酸羧肽酶类蛋白StSCPL家族的鉴定及干旱胁迫响应分析[J].干旱地区农业研究,2023,(4):9~20
马铃薯丝氨酸羧肽酶类蛋白StSCPL家族的鉴定及干旱胁迫响应分析
Identification of potato serine carboxypeptidase\|like protein StSCPL family and analysis of its response to drought stress
  
DOI：10.7606/j.issn.1000-7601.2023.04.02
中文关键词:  马铃薯  SCPL基因家族  鉴定  胁迫响应  LncRNA
英文关键词:potato  SCPL gene family  identification  stress response  LncRNA
基金项目:国家自然科学基金(32260518)；省部共建干旱生境作物学国家重点实验室开放基金(GSCS-2022-03)；甘肃省科技厅青年科技基金(22JR5RA882，21JR7RA844)
作者单位
晋昕 省部共建干旱生境作物学国家重点实验室, 甘肃 兰州 730070
甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃 兰州 730070 
魏玉溪 甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃 兰州 730070 
陈正亮 甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃 兰州 730070 
王泽民 省部共建干旱生境作物学国家重点实验室, 甘肃 兰州 730070
甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃 兰州 730070 
张国栋 忻州师范学院生物系, 山西 忻州 034099 
杨江伟 省部共建干旱生境作物学国家重点实验室, 甘肃 兰州 730070
甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃 兰州 730070 
张宁 省部共建干旱生境作物学国家重点实验室, 甘肃 兰州 730070
甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃 兰州 730070 
司怀军 省部共建干旱生境作物学国家重点实验室, 甘肃 兰州 730070
甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃 兰州 730070 
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中文摘要:
      在全基因组水平上鉴定了马铃薯SCPL基因家族，并对其成员的基本特征、蛋白质保守结构域、进化关系和干旱胁迫下的表达模式进行了分析。同时，以干旱耐受性不同的马铃薯品种‘陇薯10号’（干旱耐受型）和‘大西洋’（干旱敏感型）为试验材料，利用高通量测序分析了干旱胁迫关键差异表达基因StSCPLs。结果表明，马铃薯中共鉴定到了41个StSCPLs，不对称分布在11条染色体中，多数成员含有多个内含子。其蛋白均含有1个细胞内分泌和转运的信号肽、底物结合位点、N-糖基化位点以及与催化作用相关的进化保守基序。在非生物胁迫下，大多数StSCPLs都具有多胁迫响应性。在干旱耐受性不同的马铃薯品种中，StSCPLs表现出差异表达特性。同时，LncRNA及其靶StSCPL介导的调控网络显示，StSCPL3和StSCPL34分别是lncRNA MSTRG.2301.1和MSTRG.19548.1的靶基因，在干旱耐受性不同的品种中显著差异表达，可能是马铃薯对干旱胁迫响应的潜在靶点。
英文摘要:
      The SCPL gene in potato was analyzed and identified at the genomic and transcriptome levels, and the basic characteristics of the SCPL family members were examined. Using drought tolerant cultivar ‘Longshu 10’ (L) and drought sensitive cultivar ‘Atlantic’ (D) as experimental materials, and the key differentially expressed genes of StSCPLs under drought stress were analyzed by high\|throughput sequencing. The results showed that a total of 41 genes were distributed asymmetrically in 11 chromosomes, and most of the genes contained multiple introns. Its encoded proteins containing a signal peptide of cellular endocrine and transport, substrate binding sites, N-glycosylation sites and evolutionarily conserved regions related to catalysis. Under abiotic stress, most StSCPLs were multi\|stress responsive. The potato StSCPLs showed differential expression characteristics in drought differential varieties. At the same time, LncRNA and its target StSCPL-mediated regulatory network showed that StSCPL3 and StSCPL34 were the target genes of lncRNA MSTRG.2301.1 and MSTRG.19548.1, respectively, which were significantly differentially expressed in varieties with different drought tolerance and might be a potential target for potato response to drought stress.
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