棉花 STY13基因家族全基因组鉴定及 GhSTY13-12 在棉花抗逆中的关键作用解析

《Functional & Integrative Genomics》：Identification of the STY13 gene family across the entire genome and an analysis of the essential function of GhSTY13-12 in cotton’s response to abiotic stress

为探究棉花受非生物胁迫影响的应对机制，研究人员对棉花STY13基因家族进行研究。在 4 种棉花中鉴定出不同数量的STY13基因，发现其对非生物胁迫有响应，沉默 GhSTY13-12 可增强棉花耐旱耐盐性，为棉花改良提供依据。

　　棉花是重要的经济作物，其产量和品质受非生物胁迫影响。丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶 STY₁₃基因（STY13）属于蛋白激酶家族，是细胞功能的关键调节分子。本研究系统鉴定和分析了两个主要栽培棉种（陆地棉Gossypium hirsutum和海岛棉Gossypium barbadense）及其两个祖先（草棉Gossypium arboretum和雷蒙德氏棉Gossypium raimondii）的STY13基因家族。从这四个物种中分别鉴定出 46、50、26 和 24 个STY13基因。系统发育分析表明，棉花STY13基因（棉花 STY 蛋白激酶基因）可分为 5 组，该基因家族均匀分布在棉花的每条染色体上。STY13基因包含光响应元件、胁迫响应元件、生长发育元件以及多个基因和蛋白质结合位点。STY13蛋白中的大多数基序保守且分布模式相似，但不同亚家族的特定基序存在差异。基于 RNA 测序（RNA-seq）和实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）的基因表达分析显示，STY13基因对非生物胁迫有响应。GhSTY₁₃-12 基因定位于细胞质。沉默 GhSTY₁₃-12 基因可减轻叶片黄化，提高总抗氧化能力，降低丙二醛含量，并增强棉花的耐旱和耐盐性。这些结果为进一步研究STY13在棉花中的功能及其在棉花性状改良中的应用提供了科学依据。