水稻PMEI基因家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

摘要

果胶是植物细胞壁的主要组成成分之一，在种子形成、果实等器官发育过程中发挥着重要的作用。果胶甲酯酶（pectin methylesterase, PME）使果胶去甲酯化，而果胶甲酯酶抑制剂（pectin methylesterase inhibitor, PMEI）是通过调节PME去甲酯化活性来共同调控果胶的甲酯化水平。水稻PMEI家族基因已有少量研究，但目前还没有进行过系统的生物信息学分析。本研究根据鉴定得到的49个水稻PMEI家族基因，利用单、双子叶植物的3个物种进行系统进化关系分析，结果表明水稻和玉米的PMEI基因之间同源性更高。对水稻PMEI进行结构特征域分析表明，大多数成员含有PMEI基因家族的特征结构域；利用RNA-Seq和微阵列数据进行分析，显示该基因在多个组织中表达，特别是在花药、雄蕊中有着较高的表达量，但在胚乳中几乎不表达；亚细胞定位预测表明，大部分PMEI基因存在于细胞膜中，在胞质、细胞核、质体、高尔基体、线粒体、过氧化物酶体等胞内位置也有分布，预示着PMEI功能的多样性。本研究通过对水稻PMEI基因家族的生物信息学分析，为进一步开展水稻PMEI基因家族的功能研究提供一定的参考依据。