葡萄TPS基因家族的鉴定与表达分析

为了明确TPS基因家族在葡萄非生物胁迫下的表达特性,在生物信息分析的基础上,以‘鄞红’葡萄(Vitis vinifera‘Yinhong’)扦插苗为试验材料,利用RT-qPCR技术检测了盐胁迫和光胁迫处理对葡萄TPS家族基因成员表达的影响。结果显示,葡萄TPS基因家族有9个成员,可分为3个亚族,分布在8条染色体上。通过氨基酸多重序列比对,发现葡萄(Vitis vinifera)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)TPS家族基因都存在G-X-FLH-X-PFPS-X-E-X5-P-X-R和X-F-X-T-X-D-X-ARHF-X2的特征序列。motif分析发现,VvTPS06和VvTPS07两个基因含有相同的氨基酸保守序列。亚细胞定位预测显示葡萄TPS基因主要分布在细胞质、叶绿体和细胞核中,其中VvTPS06、VvTPS07、VvTPS09定位于叶绿体中可能与植物光合作用相关。蛋白质二级结构表明,葡萄TPS蛋白主要以α-螺旋和无规则卷曲为主。基因芯片表达显示,VvTPS02、VvTPS03、VvTPS05、VvTPS07在葡萄不同时期不同组织均处于高表达状态,其中VvTPS07尤为明显。RT-qPCR分析结果表明,在盐胁迫中各VvTPS基因存在相似的表达模式,VvTPS05、VvTPS07和VvTPS09的表达量在高浓度盐胁迫(0.6%)时出现一定程度的升高,这表明VvTPS05、VvTPS07和VvTPS09基因与植物耐盐性关系密切,可为葡萄逆境胁迫机制研究提供参考。在光胁迫中,当遮光率达90%时,VvTPS02、VvTPS07和VvTPS09的表达量相比于对照组明显增加,推测其通过提高其表达量来促进光合作用,从而弥补光照的缺失。

‘鄞红’葡萄HDR基因的克隆与生物信息学分析

4-羟基-3-甲基丁-2-烯基二磷酸还原酶(HDR)作为甲基赤藓醇磷酸(MEP)途径的关键酶,在植物萜类物质合成过程中起到极为重要的作用。为了了解HDR基因在植物体内发挥的特殊功能,以‘鄞红’葡萄为材料,利用RT-PCR等技术克隆了HDR基因全长,并对该基因进行生物信息学分析。结果显示,HDR基因全长为1143 bp,编码380个氨基酸。通过多种软件比对分析,‘鄞红’葡萄与柑橘(Citrus sinensis)、南瓜(Manihot esculenta)、猕猴桃(Actinidia deliciosa)、黄瓜(Cucumis sativus)的相似性高达80%以上,亲缘关系较近。该结果为进一步研究‘鄞红’葡萄HDR的功能以及揭示该基因在植物萜类物质合成过程中发挥的作用提供了一定基础。