猕猴桃多胺氧化酶基因家族的鉴定及表达分析

摘要

通过鉴定猕猴桃多胺氧化酶(PAO)基因家族成员,分析其在猕猴桃果实生长发育、成熟及储藏过程中的表达变化,发掘与猕猴桃果实成熟、软化相关的重要候选基因,为调控猕猴桃鲜果的发育及采后保鲜提供参考。以拟南芥AtPAO、水稻OsPAO蛋白序列作为参考序列,利用BLAST程序分别从中华猕猴桃、毛花猕猴桃、软枣猕猴桃基因组或转录组中筛选和鉴定PAO家族成员;利用Compute pI/Mw分析蛋白质分子质量、理论等电点,利用SignalP-4.1、TMHMM-2.0预测信号肽和跨膜区,利用WoLF PSORT进行亚细胞定位预测;利用MEGA 6构建系统发育进化树,利用MEME进行保守基序分析,利用TBtools分析PAO基因的共线性关系;基于转录组数据和荧光定量PCR技术,分析PAO基因的组织表达情况及其在猕猴桃果实生长发育、成熟及储藏过程中的表达变化。结果表明,中华猕猴桃、毛花猕猴桃、软枣猕猴桃中各存在4、4、5个PAO基因,分别是AcPAO1—4、AePAO1—4、AaPAO1—5。AcPAO、AePAO位于中华猕猴桃、毛花猕猴桃的8条染色体上,基因长度为1722~9837 bp。AcPAO、AePAO、AaPAO编码的氨基酸数目为420~496个,分子质量为45.74~55.92 ku,等电点为5.29~5.79,均不含有信号肽和跨膜区;AcPAO、AaPAO主要定位在过氧化物酶体,而AePAO分布范围较广;依据系统进化关系,13个猕猴桃PAO蛋白分属于3个类群,同一类群含有相似的motif分布及保守结构域;AcPAO、AePAO间存在4对共线性基因,它们在进化中经历了纯化选择。AcPAO3的表达量随猕猴桃果实成熟、软化呈现先升高后降低趋势,且能够响应不同储藏温度;AaPAO为组成型表达,多数成员的表达量在果实储藏过程中亦呈现先升高后降低的趋势。