葫芦科作物抗氧化基因的全基因组鉴定及分析

抗氧化(oxidation resistance, OXR)基因是含有TLDc结构域的一类基因,能有效清除活性氧,在抗氧化过程中发挥着重要作用。基于葫芦科基因组数据库,从6个葫芦科作物中共鉴定出37个OXR成员,其中冬瓜、西瓜、甜瓜、葫芦和黄瓜均有6个成员,南瓜有7个成员。通过系统发育以及保守结构域分析,将这些OXR成员分为5个亚族:OXR1、OXR2、OXR3、OXR4和OXR5。OXR基因在染色体上呈不均匀分布,同一亚族OXR成员所编码的氨基酸数、分子量、外显子数、内含子数以及保守基序的排列模式都极为相似,表明OXR基因具有高度保守性。顺式作用元件分析结果显示,OXR基因的启动子区域含有多种顺式作用元件以及MYB转录因子的结合位点。基因复制分析发现,葫芦科OXR2成员通过片段复制或全基因组复制发生了一定扩张,这些复制基因对均受到纯化选择。共线性分析结果显示,在亲缘关系较近的葫芦科作物之间,OXR基因所在的共线性区块较大。不同组织的表达谱分析结果显示,葫芦科OXR4成员有相似的表达模式,在叶片中表达量均较高;OXR2亚族内复制基因出现了非对称表达的现象。

冬瓜抗氧化基因的克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

【目的】鉴定、克隆冬瓜BhiOXR基因,明确其在非生物胁迫下的表达特征,为深入研究冬瓜BhiOXR基因的功能奠定基础。【方法】从冬瓜基因组鉴定BhiOXR基因家族成员,设计扩增BhiOXR基因CDS的全长引物,通过RT-PCR克隆BhiOXR基因。以低温(4℃)、高温(40℃)、盐胁迫(150 mmol/L NaCl溶液)和干旱胁迫(10%PEG6000溶液)处理冬瓜高代自交系B227幼苗,利用qRT-PCR技术分析冬瓜BhiOXR基因分别在上述4种非生物胁迫处理下(处理0、4、8、12、24 h)的表达特征。【结果】鉴定到6个冬瓜BhiOXR成员,并进行全长基因克隆和生物信息学分析。qRT-PCR分析结果表明,BhiOXR1响应低温、高温和干旱胁迫,不响应盐胁迫;BhiOXR2a、BhiOXR2b和BhiOXR4响应低温、盐和干旱胁迫,不响应高温胁迫;BhiOXR3和BhiOXR5响应低温、高温和盐胁迫,不响应干旱胁迫。【结论】明确了冬瓜BhiOXR基因受低温、高温、盐和干旱等非生物胁迫诱导表达,并且不同BhiOXR基因响应的非生物胁迫有差异,由此推测6个BhiOXR成员可能在抵御不同非生物胁迫过程中所表现的抗氧化作用不尽相同,为进一步探究冬瓜BhiOXR基因的生物学功能奠定基础。