在冷胁迫下，对甘蔗中20S蛋白酶体基因家族进行全基因组鉴定和表达谱分析

摘要

20S蛋白酶体是植物细胞中一种进化上保守且至关重要的蛋白质复合体，由α和β亚基组成，这些亚基排列成堆叠的环状结构。它在维持蛋白质质量控制、调节信号通路和细胞周期以及响应环境胁迫方面发挥着核心作用。然而，我们对甘蔗中20S蛋白酶体基因家族的了解仍然有限。在这项研究中，我们对（AP85-441）中的20S蛋白酶体基因家族进行了全面的基因组分析，内容包括染色体定位、基因结构、保守基序组成、系统发育关系以及表达谱分析。共鉴定出57个20S蛋白酶体基因，其中28个为α亚基基因（ScPA），29个为β亚基基因（SsPB），这些基因分布在20条染色体上。系统发育分析将这些基因分为七个分支，并发现它们与水稻和高粱中的相应基因具有高度的序列同源性。保守基序和顺式元件分析表明，ScPA和< />基因参与了乙烯（ET）和脱落酸（ABA）等激素信号通路以及非生物胁迫的响应。RNA-seq和蛋白质测序数据分析显示，这57个20S蛋白酶体基因在叶片、茎和根部的表达模式存在差异，并且参与了对冷胁迫、乙烯（ET）和脱落酸（ABA）的响应。此外，使用GT28品种克隆了SoPAA1基因（GenBank登录号KC794940），该基因编码一种247个氨基酸的蛋白质，在耐寒品种中的表达水平高于不耐寒品种。这些发现表明SoPAA1是调控冷胁迫响应的关键正向调节因子，为培育耐寒甘蔗提供了有前景的候选基因。