番茄全基因组防御素基因鉴定及表达分析

摘要

植物防御素是一类由半胱氨酸残基连接而成具有典型三维结构的小分子蛋白,是植物防御过程中重要活性物质之一.本研究借助番茄(Solanum lycopersicum)全基因组测序数据,利用生物信息学方法,对番茄防御素基因进行鉴定、定位,并对其结构、系统发育关系以及表达模式进行分析.结果显示,番茄基因组共含有15个防御素基因家族成员,氨基酸序列长度为73～105 aa,分子量大小为8.09～11.91 kD;序列比对发现这些成员均含有防御素基因特有的Gamma-thionin保守结构域;染色体定位揭示这些成员分布于番茄的4条染色体上(Chr 04、Chr 07、Chr 09和Chr 11);系统发育关系分析表明,番茄和拟南芥(Arabidopsis thaliana)防御素基因可分为7组,含有1对直系同源基因;RNA-Seq表达分析发现,6个防御素基因表现为组织特异性表达,2个表现为广谱性表达,5个基因在所有组织中表达量较低;qRT-PCR分析发现,仅2个防御素基因(Solyc07g007750和Solyc07g007760)受到番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leafcurlvirus,TYLCV)的诱导.本研究结果表明,防御素基因不仅涉及番茄营养生长和生殖生长,而且可能参与番茄应对生物胁迫的反应,为进一步揭示番茄防御素基因家族成员的功能提供基础资料.