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膜联蛋白是一类保守的钙依赖性磷脂结合蛋白，参与植物多种胁迫响应。然而，紫花苜蓿（Medicago sativa）膜联蛋白基因家族及其介导抗旱性的分子机制仍缺乏深入研究。本研究在紫花苜蓿基因组中鉴定出73个MsANN基因，并系统分析了它们的系统发育关系、共线性、保守基序、基因结构及启动子顺式作用元件。共线性分析发现75对与片段复制或全基因组复制相关的基因，但未发现串联复制，表明大规模复制是MsANN家族扩张的主要驱动力。MsANN启动子中含有ABA和干旱响应元件。表达谱分析鉴定出干旱强响应基因MsANN22，其编码的蛋白定位于细胞质。过表达MsANN22可增强拟南芥（Arabidopsis thaliana）和紫花苜蓿的抗旱性：在拟南芥中，过表达MsANN22促进了渗透胁迫条件下的种子萌发；在紫花苜蓿中，则增强了抗氧化能力，超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性分别达到野生型植株的1.38倍和1.70倍。与此一致，过表达MsANN22的紫花苜蓿丙二醛积累量比野生型低约20%，且DAB和NBT染色结果显示其H₂O₂和O₂·⁻积累减少。酵母双杂交和荧光素酶互补实验进一步支持MsANN22与MsIAA及MsPR-10之间存在物理互作。本研究揭示了MsANN22介导抗旱性的分子机制，并为提高紫花苜蓿抗旱性提供了候选基因。
苜蓿（Medicago sativa L.）膜联蛋白基因家族的全基因组分析及干旱胁迫下 MsANN22 的功能表征 | bioRxiv
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苜蓿（Medicago sativa L.）膜联蛋白基因家族的全基因组分析及干旱胁迫下 MsANN22 的功能表征
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膜联蛋白（annexin）是一类保守的、依赖钙离子结合磷脂的蛋白质家族，参与植物多种胁迫响应。然而，紫花苜蓿（Medicago sativa）中的膜联蛋白基因家族，以及膜联蛋白介导抗旱性的分子机制，仍在很大程度上尚未得到探索。本研究在苜蓿基因组中鉴定出73个 MsANN 基因，并系统分析了其系统发育关系、共线性关系、保守基序、基因结构以及启动子顺式作用元件。共线性分析显示，MsANN 基因家族中存在75对与片段复制/全基因组复制相关的基因对，但未发现串联复制，表明大规模复制是推动 MsANN 家族扩张的主要因素。MsANN 基因启动子中含有脱落酸（ABA）和干旱响应元件。表达谱分析鉴定出 MsANN22 是一个强烈响应干旱胁迫的基因，其编码的蛋白定位于细胞质。MsANN22 过表达增强了拟南芥（Arabidopsis thaliana）和苜蓿的抗旱性：在拟南芥中，MsANN22 过表达促进了渗透胁迫条件下的种子萌发；而在苜蓿中，MsANN22 过表达增强了抗氧化能力，超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性分别达到野生型植株的1.38倍和1.70倍。与此一致的是，MsANN22 过表达苜蓿中丙二醛含量较野生型植株低约20%，并且通过DAB和NBT染色显示，其 H₂O₂ 和 O₂•⁻ 的积累减少。酵母双杂交和荧光素酶互补实验进一步支持了 MsANN22 与 MsIAA 和 MsPR-10 之间存在物理互作。这些研究结果为揭示其分子机制提供了新的认识。
MsANN22 介导耐旱性的机制，并为提高苜蓿耐旱性提供了一个候选基因。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
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发布于 2026 年 10 月 26 日。
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苜蓿（Medicago sativa L.）膜联蛋白基因家族的全基因组分析及 MsANN22 在干旱胁迫下的功能鉴定
Quanliang Xie、jiang guangzhi、Jiayin Wang、huan he、pingping du、hongfei li、Zhuang Meng、qinglong shao、hongbin li
bioRxiv
2026.10.21.760862；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760862
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苜蓿（Medicago sativa L.）膜联蛋白基因家族的全基因组分析及 MsANN22 在干旱胁迫下的功能鉴定
Quanliang Xie、jiang guangzhi、Jiayin Wang
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2026.10.21.760862；
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关键词：膜联蛋白基因家族 · 全基因组分析 · 干旱胁迫响应 · MsANN22功能鉴定 · 抗氧化能力 · 基因互作
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.21.760862v1?rss=1