野牛草BdGH3基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2025.11.004

草地学报 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (11): 3515-3525.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2025.11.004

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野牛草BdGH3基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析

王雪萍¹, 王思宁², 祁浩乐³, 张然², 李晓霞², 马晖玲¹

1. 甘肃农业大学草业学院, 草业生态系统教育部重点实验室, 甘肃省草业工程实验室, 中-美草地畜牧业可持续发展研究中心, 甘肃兰州 730070;
2. 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所/国家林业和草原局草原研究中心, 北京 100091;
3. 内蒙古农业大学草业学院, 草地资源教育部重点实验室, 内蒙古呼和浩特 010011

收稿日期:2024-11-25 修回日期:2025-02-25 发布日期:2025-11-13
通讯作者: 马晖玲,E-mail:mahl@gsau.edu.cn
作者简介:王雪萍（1997-），女，汉族，甘肃通渭人，硕士研究生，主要从事草类植物分子育种方面研究，E-mail：3540603407@qq.com
基金资助:
科技基础资源调查专项（2024FY100303-04）；中国林业科学研究院基本科研业务费专项资金项目（CAFYBB2022XA002）资助

Identification of Buchloe Dactyloides BdGH3 Gene Family and Analysis of Expression Pattern under Drought Stress

WANG Xue-ping¹, WANG Si-ning², QI Hao-le³, ZHANG Ran², LI Xiao-xia², MA Hui-ling¹

1. College of Pratacultural Science, Gansu Agricultural University, Key Laboratory Pratacultural Ecosystem, Ministry of Education, Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province, Sino-US Center for Grazingland Ecosystem Sustainability, Lanzhou, Gansu Province 730070, China;
2. Institute of Ecological Conservation and Restoration, Chinese Academy of Forestry/Grassland Research Center, National Forestry and Grassland Administration, Beijing 100091, China;
3. College of Grassland Science Inner Mongolia Agricultural University, Key Laboratory of Grassland Resources of the Ministry of Education, Hohhot, Inner Mongolia 010011, China

Received:2024-11-25 Revised:2025-02-25 Published:2025-11-13

摘要/Abstract

摘要： 生长素酰胺合成酶（Gretchen Hagen 3，GH3）作为生长素早期响应基因，在调控植物生长发育及逆境胁迫中扮演着关键角色。为挖掘野牛草（Buchloe dactyloides）响应干旱非生物胁迫的GH3基因，本研究利用生物信息学方法，在‘中林育1号’野牛草（Buchloe dactyloides ‘Zhonglinyu No.1’）基因组中鉴定出16个GH3家族基因。野牛草BdGH3基因在11条染色体上呈不均匀分布，保守基序及基因结构分析表明BdGH3基因多数含有Motif1~Motif10保守基序和0~2个外显子。15条BdGH3蛋白定位于叶绿体中。系统进化树分析表明BdGH3聚类为3个亚家族。顺式作用元件分析表明BdGH3基因含有多个响应光信号、激素信号和干旱等逆境相关的顺式作用元件。表达模式分析结果显示叶中BdGH3.1和BdGH3.15基因，根中BdGH3.5和BdGH3.9基因的表达量水平在整个干旱胁迫时期均表现为持续显著上调表达。本研究结果为进一步开展野牛草BdGH3基因的功能研究和耐旱响应机制提供理论参考。

关键词: 野牛草, GH3基因家族鉴定, 干旱胁迫, 表达模式分析

Abstract: Auxin-amido synthetases （Gretchen Hagen 3， GH3）， as early auxin-responsive genes， play a key role in regulating plant growth， development， and responses to abiotic stress. To identify GH3 genes in Buchloe dactyloides that respond to drought stress， this study used bioinformatics methods to identify 16 GH3 family genes in the genome of Buchloe dactyloides ‘honglinyu No.1’. The BdGH3 genes in B. dactyloides are unevenly distributed across 11 chromosomes. Motif and gene structure analyses revealed that most BdGH3 genes contain conserved motifs （Motif1 to Motif10） and 0 to 2 exons. Subcellular localization predictions indicated that fifteen BdGH3 proteins are localized in the chloroplasts. Phylogenetic tree analysis indicated that BdGH3 genes are clustered into three subfamilies. Cis-acting element analysis showed that BdGH3 genes contain multiple cis-acting elements related to light signals， hormone signals， and drought stress. Expression pattern analysis revealed that the expression levels of BdGH3.1 and BdGH3.15 in leaves， and BdGH3.5 and BdGH3.9 in roots， were significantly up-regulated throughout the drought stress period. The results of this study provide a theoretical reference for further functional research on BdGH3 genes and the drought-response mechanism in B. dactyloides.

Key words: Buchloe dactyloides, GH3 gene family identification, Drought stress, Expression pattern analysis

中图分类号:

Q786

王雪萍, 王思宁, 祁浩乐, 张然, 李晓霞, 马晖玲. 野牛草BdGH3基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析[J]. 草地学报, 2025, 33(11): 3515-3525.

WANG Xue-ping, WANG Si-ning, QI Hao-le, ZHANG Ran, LI Xiao-xia, MA Hui-ling. Identification of Buchloe Dactyloides BdGH3 Gene Family and Analysis of Expression Pattern under Drought Stress[J]. Acta Agrestia Sinica, 2025, 33(11): 3515-3525.

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