苹果肌醇半乳糖苷合酶基因家族鉴定与表达分析

作     者：徐功勋 聂佩显 周佳 吕德国 秦嗣军 XU Gongxun;NIE Peixian;ZHOU Jia;LU Deguo;QIN Sijun

作者机构：沈阳农业大学园艺学院辽宁省果树品质发育与调控重点实验室沈阳110866 山东省果树研究所山东泰安271000 

出 版 物：《植物生理学报》 (Plant Physiology Journal)

年 卷 期：2022年第58卷第12期

页      面：2321-2332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：财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系(CARS-27) 国家自然科学基金(31972359) 辽宁省农业攻关及产业化项目(2020JH2/10200028) 

主　　题：肌醇半乳糖苷合酶 棉子糖家族寡糖 基因家族 苹果 低温 

摘      要：肌醇半乳糖苷合酶(galactinol synthase, GolS)是棉子糖家族寡糖(raffinose family oligosaccharides, RFOs)生物合成中的关键酶,在植物响应非生物胁迫的过程中发挥重要作用。本研究通过生物信息学的方法,基于本团队组装的耐寒优质苹果(Malus pumila)品种‘寒富’的基因组,对苹果Gol S基因家族成员进行鉴定、比较与表达分析。结果表明,‘寒富’基因组中共有42个MdGolS成员,它们分布于16条染色体上。系统发育分析表明, MdGolS基因家族成员分为三个亚家族,相同亚家族成员的保守基序的分布和种类较为一致。共线性分析表明,大片段复制现象是MdGolS基因家族扩增的主要动力。分析发现GolS基因启动子序列含有多种与植物生长发育、胁迫反应等相关的应激反应元件和激素响应元件。此外,结合冷冻处理的转录组数据发现,与不耐寒性品种‘长富2号’相比, MdGolS15、MdGolS22、MdGolS27、MdGolS35和MdGolS42仅在耐寒性品种‘寒富’中受到低温胁迫的强烈诱导,推测可能在响应低温中发挥重要作用。GolS基因家族的鉴定与分析为研究低温诱导RFOs合成代谢增强苹果耐寒性的机制提供研究基础。