草莓、桃、苹果等果实在生长后期和贮藏过程中逐渐软化,而柑橘类特别是柚在成熟后期和贮藏过程中出现粒化,严重影响其经济价值.本研究分析和鉴定了柚基因组中多聚半乳糖醛酸酶基因(CgPG)家族成员以及PG酶活的变化,旨在揭示柚果实成熟过程中CgPG表达与汁胞粒化形成的关系.本研究对柚基因组库中CgPG基因家族成员的数量、基因定位、基因结构进行生物信息学分析,并对CgPG基因家族成员进行了表达鉴定,同时测定了汁胞粒化程度以及PG活性.结果表明:从柚全基因组鉴定出26个CgPG基因,进化树分析聚类为6个亚类(Group A～Group F),除E类外,所有外显子,内含子结构和基序基本上都是保守的,Group E中的CgPG26的GDDC结构域突变为GDDA,SPNTDGI突变为APNTDGI;CgPG基因主要分布于1、2、4、5、7、9号染色体上,在2和5号染色体上都有5～6条基因的串联复制;Group A和Group B与果实成熟有关,Group A中的CgPG5和Group B中的CgPG1、CgPG24参与了果实成熟和汁胞软化,CgPG13、CgPG12、CgPG26参与柚粒化过程中的果胶降解和细胞壁稳态调节;通过表达分析,Group A中的CgPG5和Group B中的CgPG1、CgPG24可能参与了柚不易粒化果成熟过程中汁胞的软化和最后腐败,基因的显著表达表明汁胞走向衰败;Group D中的CgPG13和Group E中的CgPG12、CgPG263个基因可能参与了柚易粒化果成熟过程中的果胶暂时降解,基因的高表达使汁胞软化,此时正是食用的最佳时期,随后在汁胞粒化过程中基因表达显著下降.因此,CgPG基因表达呈现不同的趋势表明CgPG基因在不易粒化果和易粒化果中可能属于2个不同的调节系统,其中CgPG5、CgPG1、CgPG24属于柚成熟后期汁胞软化的果胶降解系统,CgPG13、CgPG12、CgPG26属于柚粒化的细胞壁稳态调节系统.

柚;多聚半乳糖醛酸酶;汁胞软化;汁胞粒化

刘若南;刘林婷;周秋蓉;张蓓;高志键;葛聪;庄木来;李延;王平

福建农林大学园艺学院园艺植物遗传育种研究所,福建福州 350002;福建漳州市平和县农业局,福建平和 363700;福建农林大学资源与环境学院,福建福州 350002

热带作物学报

[1]刘若南;刘林婷;周秋蓉;张蓓;高志键;葛聪;庄木来;李延;王平-.柚多聚半乳糖醛酸酶基因家族的鉴定和分析)[J].热带作物学报,2022(04):666-674

CgPG,汁胞粒化,CgPG26,GDDC,GDDA,SPNTDGI,APNTDGI,CgPG5,CgPG1,CgPG24,汁胞软化,CgPG13,CgPG12,CgPG263

多聚半乳糖醛酸酶,酶基因,基因家族,草莓,苹果,贮藏,柑橘类,柚果,果实成熟,成熟过程,基因定位,基因结构,生物信息学分析,同时测定,粒化程度,全基因组鉴定,进化树分析,亚类,Group,外显子,内含子,基序,基本上,结构域,果胶降解,细胞壁,稳态调节,过表达,表达分析,腐败,衰败,暂时,最佳时期,表达呈现,和易,调节系统

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