甜瓜SWEET基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

摘要

糖外排转运子(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)是一类新型的糖转运蛋白,其在植物生长发育、植物与病原体互作以及植物胁迫耐受性方面都起着重要作用。基于甜瓜中还未有该家族基因的相关报道,本研究开展CmSWEET的全基因组鉴定和生物信息学分析。通过同源性搜索,总共鉴定到17个甜瓜CmSWEET基因。这些基因分布于甜瓜8条染色体上,具有典型的MtN3/saliva结构域。系统发育树将拟南芥、黄瓜和甜瓜的SWEET蛋白分为4个进化分支,其中亚族Ⅲ是甜瓜和黄瓜独有的亚族。基因启动子区域的顺式作用元件显示,CmSWEET含有许多与植物激素和应激相关的调节元件,暗示了CmSWEET在参与调节甜瓜生长发育以及环境适应性方面有重要作用。基因表达量分析表明,大部分CmSWEET基因在花(雌花和雄花)和根中高表达,部分CmSWEET基因在果实发育时期表达量较高。此外,RNA-Seq结果暗示,CmSWEET基因可能参与对尖孢镰刀菌和白粉病菌侵染的抗性响应。本研究为今后探究CmSWEET蛋白在甜瓜生长发育过程以及响应生物和非生物胁迫中的分子功能奠定了坚实的基础。