花生高亲和硝酸盐转运蛋白基因家族生物信息学分析

doi:10.19802/j.issn.1007-9084.2020347

中国油料作物学报 ›› 2022, Vol. 44 ›› Issue (2): 316-323.doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020347

花生高亲和硝酸盐转运蛋白基因家族生物信息学分析

王娟¹(), 石大川², 陈皓宁^1,³, 吴丽青⁴, 闫彩霞¹, 陈静¹, 赵小波¹, 孙全喜¹, 苑翠玲¹, 牟艺菲¹, 单世华¹(), 李春娟¹

^1.山东省花生研究所，山东青岛，266100
^2.山东省青岛市农业科学研究院，山东青岛，266100
^3.中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛，266000
^4.山东省菏泽市农业科学研究院，山东青岛，274000

收稿日期:2021-01-10 出版日期:2022-04-25 发布日期:2022-05-06
通讯作者: 单世华 E-mail:wangjuan_1984@163.com;shansh1971@163.com
作者简介:王娟（1984- ），女，助理研究员，主要从事花生遗传育种研究，E-mail: wangjuan_1984@163.com
基金资助:
山东省自然科学基金面上项目(ZR2021MC124);山东省产业体系(SDAIT-04-02);泰山学者特聘专家(ts201712080);国家自然科学基金(31800164)

Identification and expression pattern analysis of peanut candidate genes of high-affinity nitrate transporters

Juan WANG¹(), Da-chuan SHI², Hao-ning CHEN^1,³, Li-qing WU⁴, Cai-xia YAN¹, Jing CHEN¹, Xiao-bo ZHAO¹, Quan-xi SUN¹, Cui-ling YUAN¹, Yi-fei MOU¹, Shi-hua SHAN¹(), Chun-juan LI¹

^1.Shandong Peanut Research Institute, Qingdao 266100, China
^2.Qingdao Academy of Agricultural Sciences, Qingdao 266100, China
^3.College of Food Science and Engineering, Ocean University of China，Qingdao 266000, China
^4.Heze Academy of Agricultural Sciences, Heze 274000, China

Received:2021-01-10 Online:2022-04-25 Published:2022-05-06
Contact: Shi-hua SHAN E-mail:wangjuan_1984@163.com;shansh1971@163.com

摘要/Abstract

摘要：

氮素利用效率（nitrogen utilization efficiency，NUE）是影响花生产量的重要因素之一。基于前期产量相关性状全基因组关联分析锚定到的一个候选基因，属于花生高亲和硝酸盐转运蛋白（nitrate transporter 2，NRT2）基因家族。本研究利用栽培种花生全基因组和不同组织的转录组信息，对NRT2家族成员进行了全基因组鉴定与表达模式分析。共鉴定到10个NRT2基因家族成员，染色体定位分析结果显示这些基因不均匀地分布在20条染色体上。其中，3号（AhNRT2.5c）和13号（AhNRT2.5b）染色体，6号（AhNRT2.7b）和16号（AhNRT2.7a）染色体上的基因成员存在同源关系。AhNRT2.4，AhNRT2.5a，AhNRT2.5b和AhNRT2.5c四个基因在根组织中表达量较高，表明这些NRT2基因在根系中发挥重要作用。该结果为进一步研究花生NRT2基因家族及在氮转运过程中的作用机制提供了理论依据。

关键词: 栽培种花生, 高亲和硝酸转运蛋白, 基因功能鉴定, 表达模式分析

Abstract:

Arachis hypogaea L. is one of the most important oilseed and cash crops. The nitrogen utilization efficiency (NUE) is an important factor of peanut yield. In previous study, a candidate gene related to peanut yield was identified, belonging to high-affinity nitrate transporter genes (NRT2) family. In this project, the conserved domain of NRT2 protein was used to obtain the members of the NRT2 gene family based on the whole genome and transcriptome of peanut database. The phylogenetic tree, physicochemical properties, chromosomal distribution, genetic structure, conserved domain and gene expression pattern from 22 tissues were analyzed. The results showed that a total of 10 family members of the peanut NRT2 gene were identified. Chromosomal location analysis showed that these members were unevenly distributed on the 20 chromosomes. Genes located on chromosome 03 and chromosome 13, chromosome 06 and chromosome 16 had significant homology relationships. The expression pattern analysis indicated that the expression levels in tissues were different. Four genes, AhNRT2.4，AhNRT2.5a，AhNRT2.5b and AhNRT2.5c had higher expression in the root, which indicated the NRT2 members played important roles in root functions. This study provided the theoretical evidence for further revealing the function of NRT2 protein in peanut.

Key words: peanut, high-affinity nitrate transporter, gene functional characterization, expression pattern

中图分类号:

S565.2

王娟, 石大川, 陈皓宁, 吴丽青, 闫彩霞, 陈静, 赵小波, 孙全喜, 苑翠玲, 牟艺菲, 单世华, 李春娟. 花生高亲和硝酸盐转运蛋白基因家族生物信息学分析[J]. 中国油料作物学报, 2022, 44(2): 316-323.

Juan WANG, Da-chuan SHI, Hao-ning CHEN, Li-qing WU, Cai-xia YAN, Jing CHEN, Xiao-bo ZHAO, Quan-xi SUN, Cui-ling YUAN, Yi-fei MOU, Shi-hua SHAN, Chun-juan LI. Identification and expression pattern analysis of peanut candidate genes of high-affinity nitrate transporters[J]. CHINESE JOURNAL OF OIL CROP SCIENCES, 2022, 44(2): 316-323.

图/表 5

图1

图2

表1

图3

图4

参考文献 29

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测序号 Gene ID	基因名称 Gene symbol	转录本 Transcript	长度 Length/aa	分子量 MW/kDa	等电点 Theoretical pI	不稳定指数 Instability index	亲水性 GRAVY	跨膜区域 TMD
Arahy.DQ5UA2	AhNRT2.2	1	359	39.38	9.73	48.66	0.239	2
		2	350	38.41	9.68	48.98	0.193	2
		3	354	39.33	9.34	55.16	0.242	2
		4	268	29.40	9.77	50.79	0.307	2
Arahy.VZZ6TG	AhNRT2.4		501	54.13	9.09	40.06	0.329	10
Arahy.R8NKA7	AhNRT2.5a	1	239	26.79	8.85	41.05	0.326	3
		2	69	7.80	9.8	36.57	1.587	2
		5	109	12.13	9.85	29.32	0.339	2
Arahy.Q9TPLA	AhNRT2.5b		553	60.70	9.21	31.04	0.269	11
Arahy.TPTF8A	AhNRT2.5c		510	55.24	9.27	30.93	0.392	10
Arahy.WQX55W	AhNRT2.6a		402	45.17	9.07	40.6	0.293	4
Arahy.ULV1SL	AhNRT2.6b	1	193	21.77	9.24	41.31	0.336	2
Arahy.ULV1SL	AhNRT2.6b	2	88	9.95	9.76	25.94	0.686	2
Arahy.Y64LBN	AhNRT2.6c		230	25.73	4.75	35.58	-0.15	0
Arahy.T69QN8	AhNRT2.7a		459	49.35	8.52	35.93	0.605	12
Arahy.9T1BFY	AhNRT2.7b		457	49.20	8.73	36.8	0.582	12

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花生高亲和硝酸盐转运蛋白基因家族生物信息学分析

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