【摘 要】
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半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin)是一组抑制植物中木瓜类半胱氨酸蛋白酶C1A和豆类蛋白酶C13活性的小分子蛋白.小桐子(Jatropha curcas)是一种具有开发潜力的能源植物及冷敏植
【机 构】
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云南师范大学生命科学学院,生物能源持续开发利用教育部工程研究中心,云南省生物质能与环境生物技术重点实验室,昆明650500
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半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin)是一组抑制植物中木瓜类半胱氨酸蛋白酶C1A和豆类蛋白酶C13活性的小分子蛋白.小桐子(Jatropha curcas)是一种具有开发潜力的能源植物及冷敏植物,其cystatin基因家族及作用目前尚不清楚.本研究在全基因组水平上对小桐子cystatin基因家族及靶向该家族成员的miRNAs进行了鉴定,并对cystatin家族系统进化、保守结构域、染色体定位、表达特性及成员基因与miRNAs互作参与调控小桐子对低温的响应进行了解析.结果 表明,小桐子基因组中共鉴定到5个cystatin基因(命名为JcCYS1～5),定位到6、8和10号染色体,可分为3个亚家族(A、B、C),编码106～242个氨基酸,理论等电点4.97～9.17,序列比对发现cystatin的结构域基本保守且位于N端.表达分析显示,JcCYS1在种子、花蕾、叶、茎端表达量较高,而JcCYS2在授粉期间表达量高.基于miRNA组和降解组测序结果,发现有10个miRNAs可能靶向调控cystatin基因家族的3个成员JcCYS1、JcCYS2和JcCYS5.RT-qPCR分析表明,小桐子cystatin家族的5个基因的表达水平在12℃冷锻炼期间总体呈现出显著响应,尤其是在冷锻炼早期(12～24 h).此外,对靶向JcCYS2和JcCYS5的miRNAs在冷锻炼过程中的表达分析表明,miR11036-y、miR396-z与JcCYS2以及niR8154-x与JcCYS5的表达在冷锻炼期间呈明显负相关,暗示着这些miRNAs的确参与了cystatin基因的调控,且这种调控应该与冷锻炼诱导的小桐子耐冷性有关.这些结果有助于更好了解小桐子cystatin家族功能及其与相应miRNAs的互作、以及这种互作如何调控小桐子对低温胁迫的响应.
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