红象牙杧果果实PG基因家族鉴定及基因功能分析

作     者：代学慧 雷亚欣 黄小镂 丛汉卿 罗海燕 陈业渊 Dai Xuehui;Lei Yaxin;Huang Xiaolou;Cong Hanqin;Luo Haiyan;Chen Yeyuan

作者机构：海南大学园艺学院海口570208 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海口571101 

出 版 物：《基因组学与应用生物学》 (Genomics and Applied Biology)

年 卷 期：2021年第40卷第11期

页      面：3628-3638页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

基　　金：国家重点研发计划重点专项“热带作物重要性状形成与调控”(2018YFD1000500) 农业农村部部门预算项目“特色热带作物种质资源精准鉴定与新品种培育”共同资助 

主　　题：红象牙杧果 生物信息学分析 基因家族鉴定 PG 果实软化 

摘      要：杧果采后的快速软化对其经济价值有不利影响,多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)基因被认为对果实采后软化过程中果胶的降解起主要作用。本研究以红象牙杧果为对象,选取其自然后熟过程中的青熟期与完熟期两个阶段进行转录组测序,并得到转录组数据。据此,我们筛选出红象牙杧果中51个PG基因家族成员,并进行基因功能的分析。结果表明,在红象牙杧果后熟阶段的果肉中表达的基因有23个,且根据其表达量可分为上调、下调和基本不变三种表达模式。对这23个PG家族成员进行生物信息学分析发现,PG家族蛋白无跨膜结构,基因含有4~11个外显子。根据基序结构差异,可将PG基因大致分为两类,一类含有所有PG基因共有基序,另一类含有特有的基序。同时,利用系统发育树可将PG家族成员划分为6个分支,且红象牙杧果在6个分支中都有分布,这说明PG基因在种间具有一定的保守性。这23个基因中,随着杧果后熟过程表达量增加,且表达水平较高的基因mango034432、mango010108、mango029745、mango008398,被认为可能与果胶降解和果实软化高度相关。利用系统发育树进一步分析得知,在杧果成熟过程中高表达基因mango034432和mango029745与大多数已被鉴定为在果实软化中具有功能活性的基因聚在一起。因此,它们最有可能是杧果果实软化中的关键PG基因。本研究为进一步阐明果实软化中杧果PG基因的功能提供了科学依据。