Adβgal-1和Adβgal-2克隆及其在猕猴桃果实软化中的作用

摘要

[目的]β-半乳糖苷酶是一类参与细胞壁降解的糖苷酶,在植物的生长发育和果实成熟软化过程中发挥重要作用.通过对猕猴桃2个β-半乳糖苷酶基因的鉴定及其表达模式研究,明确它们在猕猴桃果实软化中的作用,丰富猕猴桃的后熟软化机理研究.[方法]以‘米良1号’猕猴桃为试材,采用RT-PCR法扩增果实的β-半乳糖苷酶基因,利用在线数据库分析其编码蛋白的特性、功能结构域、系统进化关系、基因结构和调控miRNA,应用qPCR研究其在不同组织部位、果实的不同软化时期、不同贮藏温度和ABA处理后的表达特征,并结合酶活性变化,阐释这2个β-半乳糖苷酶基因在猕猴桃果实软化中的作用.[结果]克隆得到2个猕猴桃β-半乳糖苷酶基因(Adβgal-1和Adβgal-2),登录号分别为MH319788和MH319789.Adβgal-1的开放阅读框为2 280 bp,编码759个氨基酸;Adβgal-2的开放阅读框为2 025 bp,编码674个氨基酸.结构域分析显示,Adβgal-1和Adβgal-2均含有植物糖苷水解酶家族35的功能结构域(Glyco_hydro_35).基因结构分析表明,Adβgal-1由18个外显子和1 7个内含子组成,而Adβgal-2由17个外显子和16个内含子组成.进化树分析显示它们位于两个不同的进化分支中,且序列差异较大,可能源自不同的基因祖先.qPCR分析结果表明,Adβgal-1和Adβgal-2在猕猴桃的各组织部位(根、茎、叶、花、幼果、成熟果)均有表达,但表达水平不同;它们均在果实软化初期上调表达,随着果实硬度的下降,表达量持续增加;在25℃贮藏过程中,它们均在3d时上调表达,随着时间的推移,表达量增加;而在4℃贮藏过程中,Adβgal-1的表达受到抑制,Adβgal-2的表达呈波浪式;ABA处理诱导Adβgal-1和Adβgal-2的表达.酶活性测定结果显示,β-半乳糖苷酶活性在果实软化初期略有降低,随着果实硬度的下降逐渐升高.[结论]Adβgal-1和Adβgal-2均参与猕猴桃果实的软化进程.不同贮藏温度和ABA处理对猕猴桃果实软化的影响可能是通过改变β-半乳糖苷酶基因的表达而实现的.