冬瓜扩展蛋白基因家族鉴定及表达分析
叶新如 张荟 王彬 温庆放*
(福建省农业科学院作物研究所, 蔬菜研究中心, 福建省蔬菜遗传育种重点实验室, 福建省蔬菜工程技术研究中心, 福州 350013)
摘要 :
冬瓜(Benincasa hispida Cogn.)果肉厚度是影响果实大小和产量的关键因素之一, 与果实细胞膨大密切相关。扩展蛋白(Expansin, EXP)是一类细胞壁重塑蛋白, 在影响果实膨大等方面发挥重要作用。该研究基于冬瓜全基因组测序结果, 鉴定分析冬瓜BhEXP家族成员, 探究其在冬瓜果肉发育中的表达模式及调控机制。通过切片法对不同果肉厚度冬瓜果实的细胞显微结构进行观察, 发现果实细胞面积与果肉厚度指标呈显著相关。进一步利用生物学方法鉴定冬瓜BhEXP家族成员, 对家族成员的染色体定位、共线性关系、保守基序、基因结构、启动子顺式作用元件及系统发育等进行分析。结果表明, 在冬瓜基因组中鉴定出38个BhEXP家族成员, 分布于11条染色体上, 可分为4个亚家族, 成员间存在明显的共线性关系。系统发育分析显示, 冬瓜BhEXP家族成员与黄瓜(Cucumis sativus L.)和丝瓜(Luffa cylindrica L.)亲缘关系较近。启动子元件预测分析发现,冬瓜BhEXP基因启动子中含有大量的光、茉莉酸甲酯、厌氧诱导、脱落酸诱导和赤霉素响应等元件。通过qRT-PCR(real-time quantitative PCR)技术分析BhEXP在冬瓜果肉发育过程中的表达特性。BhEXPA13、BhEXPA18、BhEXLA6和BhEXPB2可能在冬瓜果肉发育的过程中发挥作用。该研究为深入解析扩展蛋白基因在果肉发育中的生物学功能提供了参考依据。
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