枣PAO基因的鉴定及在果实发育和贮藏过程中的表达分析

多胺氧化酶(PAO)是一种黄素腺嘌呤二核苷酸依赖酶,催化多胺(PA)分解代谢,在植物的生长发育和胁迫反应过程中起着关键作用。本研究对枣PAO基因进行了全基因组筛选,共鉴定出3个ZjPAO基因(ZjPAO1、ZjPAO2、ZjPAO3),并对它们的保守结构域、基因结构、染色体位置、进化关系、亚细胞定位、启动子顺式作用元件等进行预测和分析。结果表明,ZjPAO1、ZjPAO2、ZjPAO3基因分别分布在4、5、8号染色体上,结构特征较保守,都包含Amino-oxidase结构域。通过构建系统发育树,将拟南芥、番茄、桃和枣的PAO蛋白分为4类,并发现ZjPAOs蛋白与桃PAOs的亲缘关系较近。ZjPAOs基因启动子含有激素响应、应激响应等多种顺式作用元件,预测在枣生长发育中发挥作用。此外,转录组数据分析表明,ZjPAO1和ZjPAO2基因在枣果实不同发育阶段均有表达;在外源水杨酸处理下,ZjPAO1基因被显著诱导表达。本研究结果有助于了解延缓鲜枣果实成熟和衰老的机制。

苹果多胺氧化酶(PAO)基因家族鉴定与表达分析

从金冠基因组数据库中,利用BLAST网站在苹果中鉴定得到8个编码多胺氧化酶(polyamine oxidase,PAO)的家族基因(命名为MdPAO1~8),对其进行理化性质、系统进化、蛋白结构、基因结构和启动子元件分析。结果表明,MdPAO蛋白的分子量为54.053~64.813 ku,等电点介于5.16~6.02。根据进化树分析,MdPAO被分为3个亚家族(Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ),且同一亚家族的成员具有相似的蛋白结构、基因结构和蛋白保守基序分布。利用GEO数据库检测出8个MdPAO在不同组织器官中的表达具有明显差异。以苹果主栽品种长富2号为材料,利用实时荧光定量PCR检测分析得出8个MdPAO在不同组织中的表达情况,结果表明,MdPAO3、MdPAO4、MdPAO5/6和MdPAO8在花中有较高的表达水平;MdPAO1/2和MdPAO7在茎和果中有较高的表达水平。外源亚精胺处理后发现,除MdPAO3以外,其余MdPAO的转录水平显著提高,表明MdPAO在PA代谢途径中具有重要作用。

猕猴桃多胺氧化酶基因家族的鉴定及表达分析

通过鉴定猕猴桃多胺氧化酶(PAO)基因家族成员,分析其在猕猴桃果实生长发育、成熟及储藏过程中的表达变化,发掘与猕猴桃果实成熟、软化相关的重要候选基因,为调控猕猴桃鲜果的发育及采后保鲜提供参考。以拟南芥AtPAO、水稻OsPAO蛋白序列作为参考序列,利用BLAST程序分别从中华猕猴桃、毛花猕猴桃、软枣猕猴桃基因组或转录组中筛选和鉴定PAO家族成员;利用Compute pI/Mw分析蛋白质分子质量、理论等电点,利用SignalP-4.1、TMHMM-2.0预测信号肽和跨膜区,利用WoLF PSORT进行亚细胞定位预测;利用MEGA 6构建系统发育进化树,利用MEME进行保守基序分析,利用TBtools分析PAO基因的共线性关系;基于转录组数据和荧光定量PCR技术,分析PAO基因的组织表达情况及其在猕猴桃果实生长发育、成熟及储藏过程中的表达变化。结果表明,中华猕猴桃、毛花猕猴桃、软枣猕猴桃中各存在4、4、5个PAO基因,分别是AcPAO1—4、AePAO1—4、AaPAO1—5。AcPAO、AePAO位于中华猕猴桃、毛花猕猴桃的8条染色体上,基因长度为1722~9837 bp。AcPAO、AePAO、AaPAO编码的氨基酸数目为420~496个,分子质量为45.74~55.92 ku,等电点为5.29~5.79,均不含有信号肽和跨膜区;AcPAO、AaPAO主要定位在过氧化物酶体,而AePAO分布范围较广;依据系统进化关系,13个猕猴桃PAO蛋白分属于3个类群,同一类群含有相似的motif分布及保守结构域;AcPAO、AePAO间存在4对共线性基因,它们在进化中经历了纯化选择。AcPAO3的表达量随猕猴桃果实成熟、软化呈现先升高后降低趋势,且能够响应不同储藏温度;AaPAO为组成型表达,多数成员的表达量在果实储藏过程中亦呈现先升高后降低的趋势。