无核荔枝ABA生物合成关键酶LcNCED基因克隆及其在生理落果阶段中的表达分析

9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoids dioxygenase,NCED)是ABA生物合成途径的关键限速酶,本研究利用RT-PCR技术从A4无核荔枝中分离得到NCED的3条c DNA序列(命名为LcNCED1、LcNCED2和LcNCED3)。通过同源比对和系统进化树分析,LcNCED基因编码的氨基酸序列与拟南芥等30个物种中的NCED氨基酸序列同源性都在65%以上,从而确定LcNCED属于NCED家族;通过与7条拟南芥及5条苹果NCED家族基因进行系统进化树分析,LcNCED2与调控苹果花瓣脱落MdNCED2、MdNCED4基因具有较高的同源性。Real-Time PCR表达分析发现,3个LcNCED基因在不同样品间表达存在显著差异,其中LcNCED2在各样品间的表达水平显著高于LcNCED1和LcNCED3,且LcNCED2表现出显著的组织特异性表达特点,花后15~75 d,LcNCED2在离区(果柄离层部位上下0.2 cm)中的表达量均高于种脐和果皮中,在花后45 d达到峰值,花后75 d稍有下降,基因表达的峰值略早于A4无核荔枝落果高峰期。而LcNCED1和LcNCED3在各组织样品中基因表达变化趋势规律不明显。上述结果表明,LcNCED2在离区中表达量变化比较符合A4无核荔枝生理落果趋势,推断LcNCED2基因可能与无核荔枝采前落果关系密切。

基于转录组的荔枝GRF基因家族的鉴定及表达分析

GRF转录因子参与多种生长发育过程,包括根、茎、叶和花的发育等。本研究基于荔枝转录组测序结果,共鉴定出22个GRF基因并分析其蛋白理化性质、系统进化、基因结构、miRNA靶基因和组织表达分析。结果表明,22个GRF蛋白的大小为72~246 aa,分子量为8 055.41~250 929.9 Da,等电点为4.96~10.44。大部分GRF蛋白为亲脂蛋白并主要定位于细胞核中。系统进化分析将其分为6类,相较于水稻,荔枝与拟南芥GRF的亲缘关系更近。22个GRF基因均含有WRC或QLQ结构域,同一类基因含有相似的基序。miRNA靶基因预测发现荔枝中有14个GRF是miRNA的靶基因,并且均通过mRNA裂解的方式抑制其表达。表达相关性分析表明,10个GRF基因与GA相关基因的表达存在显著或极显著的正相关。大部分GRF基因的表达水平在‘妃子笑’中高于‘紫娘喜’,且大部分基因在顶芽的表达水平显著高于叶。而两个品种中,LcGRF1、LcGRF20和LcGRF22的表达水平均呈现叶高于顶芽的表达模式,表明其可能参与叶的发育调控。本研究为进一步研究荔枝GRF基因的功能提供了科学依据。