甜瓜CmHXK基因家族的鉴定及响应非生物胁迫的表达分析

作     者：张帅博 尹金鹏 王吉庆 肖怀娟 李猛 

作者机构：河南农业大学园艺学院河南省园艺植物生物学国际联合实验室河南省设施蔬菜工程技术研究中心 

出 版 物：《生物技术通报》 (Biotechnology Bulletin)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0902[农学-园艺学] 090102[农学-作物遗传育种] 090201[农学-果树学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32202578) 中国博士后科学基金(2022M711063) 河南省大宗蔬菜产业技术体系岗位专家项目(HARS-22-07-G4) 

主　　题：甜瓜 己糖激酶 生物信息学 非生物胁迫 表达分析 

摘      要：【目的】明确甜瓜己糖激酶（hexokinase）家族的基因特征和潜在功能。【方法】从全基因组水平鉴定甜瓜HXK基因家族，分析其蛋白质理化性质、亚细胞定位、系统进化、基因结构、染色体定位、保守基序、蛋白结构、启动子顺式作用元件等，同时，基于转录组数据挖掘CmHXK基因在雄花、雌花、根、叶、果实及果实发育过程中的表达模式，通过RT-qPCR检测CmHXK基因在脱落酸、干旱、盐、低温胁迫下的表达模式。【结果】共鉴定到6个CmHXK基因家族成员，分别分布在第2、4、5和8染色体上，含有6-9外显子，5-8个内含子，平均氨基酸个数为462，平均分子量为50.2 kD，等电点为4.99-6.34。系统进化分析表明，甜瓜HXK基因家族成员与黄瓜的亲缘关系最近。甜瓜CmHXK启动子中主要顺式作用元件为光响应元件、激素响应元件和胁迫响应元件。CmHXKs在甜瓜不同器官中的表达具有特异性，其中，CmHXK1、CmHXK2和CmHXK5在雄花、雌花、根、叶、果实等组织和果实发育成熟过程中均处于较高表达水平，而CmHXK3、CmHXK4和CmHXK6的表达随着果实的发育和成熟呈现降低趋势。CmHXKs不同程度地响应4种非生物胁迫（脱落酸、干旱、盐、低温），其中，CmHXK1、CmHXK3和CmHXK4受ABA强烈诱导，CmHXK1、CmHXK3和CmHXK6受盐胁迫强烈诱导，CmHXK1、CmHXK2和CmHXK3受干旱胁迫强烈诱导；CmHXK1和CmHXK6受低温强烈诱导。【结论】CmHXK家族成员高度保守，在甜瓜生长发育及响应非生物胁迫过程中扮演着重要角色。其中，CmHXK1对4种非生物胁迫最为敏感。