基于转录组的番荔枝ARF基因家族鉴定及其在花发育中的表达分析

鉴定番荔枝ARF家族基因,并分析其在花发育中的表达谱,为深入探索ARF家族基因调控花发育的机制奠定基础,为解决番荔枝产业上出现的“花而不实”、结果率低等问题提供理论依据。以番荔枝为研究对象,基于转录组测序,筛选鉴定出11个番荔枝AsARF基因。通过同源进化分析、蛋白结构域分析、亚细胞定位、qRT-PCR等技术,初步分析了AsARF家族基因的生物学功能。进化树分析结果显示,AsARF蛋白可以被分为5组。AsARF的预测蛋白分子量在73.85~112.51 kDa之间,等电点分布于5.42~7.63之间。所有AsARF蛋白均含有1个DNA结合结构域和1个中间区域结构域,除AsARF3a、AsARF6a和AsARF6b外,其他蛋白还存在1个C-末端二聚化结构域。基于蛋白中间区域的氨基酸富集情况,推测AsARF5a、AsARF5b、AsARF6c、AsARF6d、AsARF7和AsARF16这6个蛋白可能为转录激活子,而AsARF2、AsARF3a、AsARF3b、AsARF6a和AsARF6b这5个蛋白推测为转录抑制子。鉴定得到3个CTD结构域缺失的ARF基因:AsARF3a、AsARF6a和AsARF6b,它们可能有着独特的生物学功能。亚细胞定位预测结果显示,AsARF蛋白主要定位在细胞核中。亚细胞定位实验结果显示,AsARF2、AsARF3a和AsARF6a蛋白定位于细胞核,表明AsARF蛋白具有转录因子的核定位特征。qRT-PCR结果显示,AsARF3a、AsARF3b、AsARF5a、AsARF5b、AsARF6a和AsARF7在花芽期表达量最高,AsARF2和AsARF6b的表达量在花蕾期最高。AsARF2、AsARF3a、AsARF5a、AsARF5b、AsARF6b、AsARF6c和AsARF16基因在正常花中的呈现高表达,而AsARF3b、AsARF6a、AsARF6d和AsARF7则在畸形花中表达量更高。AsARF6b、AsARF6c在正常花中表达量高、而AsARF6a、AsARF6d在畸形花中表达量更高,说明它们在花的正常发育中起到了重要作用。