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谷子m6A甲基转移酶基因SiMTA1的启动子序列特征和基因表达模式分析
沈傲, 刘敏, 倪迪安, 刘炜
作物学报    2025, 51 (7): 1969-1978.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44210
摘要   (50 HTML1 PDF(pc) (1672KB)(99)  

MTA作为植物m6A甲基转移酶之一, 主要参与RNA的甲基化修饰, 同时还可与其他酶相互作用, 影响胚胎发育, 在植物的生长发育中扮演着关键角色。本研究通过拟南芥甲基转移酶序列同源比对, 得到谷子SiMTA1基因(accession no. PQ801843), 该基因DNA序列全长4239 bp, CDS序列2121 bp, 包含706个氨基酸残基。对其核苷酸及蛋白序列进行生物信息学分析、并解析其启动子顺式作用元件, 通过qRT-PCR方法对SiMTA1在时空表达和各种胁迫及激素处理下的表达模式进行研究。结果显示, SiMTA1具有MT-A70结构域, 即N6-腺苷-甲基转移酶(MTase)的S-腺苷甲硫氨酸(SAM)结合亚基; 二级结构预测显示, SiMTA1主要是由无规则卷曲和α-螺旋组成; SiMTA1启动子包含多种胁迫和植物激素信号应答元件; SiMTA1在孕穗期的茎节部的表达量较高; 盐、干旱、生长素、细胞分裂素等均可诱导SiMTA1表达。本研究通过对谷子中甲基转移酶基因SiMTA1启动子特性及其在正常及胁迫条件下时空表达模式的研究发现, SiMTA1可能在谷子发育及胁迫和植物激素响应过程中发挥作用。研究结果为后续谷子耐逆品种的改良及新品种培育提供了理论依据及候选基因资源。


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图5 启动子SiMTA1-P正义链顺式作用元件分布示意图
数字代表启动子对应位置长度, 不同图形代表不同顺式作用元件。
正文中引用本图/表的段落
启动子SiMTA1-P正义链包含的顺式作用元件预测结果如图5, 共包含15种元件且大多位于正义链的前半段。对启动子SiMTA1-P正反义链顺式作用元件分析显示(表2), 其包含多种经典的胁迫响应和激素调控元件。其中, ABRE、DRE和LTR是典型的胁迫响应元件。含有ABRE基序的基因通常在ABA的调控下表达, 从而参与植物的逆境适应过程; DRE与植物的干旱、低温和高盐胁迫响应有关; LTR与基因的低温响应有关。此外, 启动子中还存在其他重要的功能元件, 例如AS-1参与调节生长素应答基因的表达, 影响植物的发育过程; MYC和CCGTCC-box等元件在植物应对逆境和激素信号传递中起着关键作用。顺式作用元件的多样性与其所调控的下游基因具有逆境适应及激素信号传递的生物学功能密切相关。
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