杧果GeBP转录因子家族基因的鉴定及表达分析

【目的】探究杧果Mangifera indica GeBP基因家族成员的分子特征和表达模式,为杧果GeBP家族作用与功能的研究奠定基础,并为杧果种质资源的抗病性鉴定提供参考依据。【方法】采用生物信息学的方法,对杧果GeBP基因家族成员的理化性质、蛋白质二级结构、保守结构域、蛋白质三级结构及其与拟南芥Arabidopsis thaliana、番茄Lycopersicon esculentum和水稻Oryza sativa的系统进化关系进行分析,并利用qRT-PCR的方法检测杧果GeBP家族成员在叶、盛花、果等不同发育时期的相对表达量,以及杧果叶片被细菌性黑斑病菌Xanthomonas campestris pv.mangiferaeindicae和胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides侵染时GeBP基因家族成员的转录水平。【结果】在杧果基因组中鉴定出10个杧果GeBP基因家族成员,依次命名为MiGeBP1、MiGeBP2、MiGeBP3……MiGeBP10;检测发现,杧果GeBP基因家族蛋白均为不稳定亲水蛋白;其蛋白质二级结构中,无规则卷曲和α-螺旋为其结构组成的主要元件;通过构建系统进化树分析可知,杧果、拟南芥、番茄、水稻这4个物种的57个氨基酸序列可分为5个分支,其中杧果GeBP基因家族的10个成员分属于4个分支中,MiGeBP3与MiGeBP4、MiGeB8和MiGeBP9的亲缘关系最近;利用qRT-PCR方法对其组织特异性表达的分析结果表明,杧果GeBP基因家族成员在不同组织中的表达存在差异性;杧果叶片在被细菌性黑斑病和胶孢炭疽菌侵染时,MiGeBPs对病原菌的侵染作出了不同程度的响应,不同的基因家族成员对病原细菌、病原真菌的响应程度不同。【结论】在杧果中鉴定到MiGeBP转录因子家族的10个成员,其与双子叶植物的亲源关系均较近,而与单子叶植物的亲源关系均较远,其中MiGeBP3和MiGeBP4、MiGeB8、MiGeBP9的亲缘关系都较近。该基因家族成员在病原菌的侵染过程中作出了不同程度的响应:经细菌性黑斑病菌侵染后,基因MiGeBP8在侵染处理后的各个检测时间点均显著表达,但仅在侵染处理后6 h时呈上调表达,而在其他检测时间点均呈下调表达;基因MiGeBP9仅在侵染处理后24 h时呈下调表达,而在其他检测时间点均呈上调表达。经胶孢炭疽菌侵染后,MiGeBP5与MiGeBP6基因在侵染处理后0~72 h的检测时段内均显著上调表达。由此推测,GeBP基因家族成员不同程度地参与了杧果的免疫反应。