尖萼耧斗菜UGT基因家族成员鉴定及表达分析

【目的】明确尖萼耧斗菜和黄花尖萼耧斗菜中UGT家族成员的结构特性,挖掘合成花青素的关键UGT基因。【方法】基于尖萼耧斗菜花色转录组,筛选与鉴定UGT家族基因成员并分析其理化性质、保守基序、系统进化和顺式作用元件等,结合UGT基因在2种尖萼耧斗菜萼片中不同时期的表达模式,筛选出合成花青素的候选基因。【结果】共鉴定出154个AoUGT基因成员,编码蛋白质含有52~1293个氨基酸,相对分子量为5.897~144.174 kDa,其理论等电点范围为3.21~7.14之间,偏酸性蛋白较多,均为亲水性蛋白;二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,均具有UGT保守结构域。尖萼耧斗菜UGT基因家族成员共分为14个亚家族,A组UGT基因成员数量最多,G和J组的UGT基因成员数量最少。MEME保守基序分析显示UGT基因家族均含有2个高度保守的基序Motif 1和Motif 4,这2个保守基序共同组成UGT基因家族的PSPG保守结构域。启动子顺式作用元件分析发现,AoUGT家族成员启动子的顺式作用元件涉及光响应、激素、胁迫及MYB结合位点等。AoUGT147/127/45/143在尖萼耧斗菜的开花前期(S2)中处于高表达水平,而在黄花尖萼耧斗菜中始终处于低表达水平。【结论】AoUGT147/127/45/143是尖萼耧斗菜花色差异的关键基因,在花色的形成过程中发挥重要作用,为后续花色研究提供了重要线索。