【摘 要】
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蔗糖合酶(sucrose synthase,SUS)作为一种关键酶在蔗糖代谢中起作用。尽管蔗糖合酶基因已经在许多作物中完成了进化起源、表达调控以及胁迫应答等方面的研究,但辣椒作为一种重要的蔬菜作物,人们对其蔗糖合酶家族仍缺乏足够的认识。随着辣椒全基因测序的完成,辣椒蔗糖合酶基因的相关信息被全面了解,为进一步在全基因组水平上深入挖掘和鉴定蔗糖合酶基因提供了机遇。本研究根据公布的5个辣椒基因组数据信息
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蔗糖合酶(sucrose synthase,SUS)作为一种关键酶在蔗糖代谢中起作用。尽管蔗糖合酶基因已经在许多作物中完成了进化起源、表达调控以及胁迫应答等方面的研究,但辣椒作为一种重要的蔬菜作物,人们对其蔗糖合酶家族仍缺乏足够的认识。随着辣椒全基因测序的完成,辣椒蔗糖合酶基因的相关信息被全面了解,为进一步在全基因组水平上深入挖掘和鉴定蔗糖合酶基因提供了机遇。本研究根据公布的5个辣椒基因组数据信息,对辣椒蔗糖合酶基因家族成员进行鉴定,分析其染色体定位、蛋白保守基序、系统进化关系及其在不同组织和发育阶段、不同激素和胁迫处理下的表达模式等。研究结果如下:1.鉴定分析了辣椒SUS基因家族成员。结果表明,5个辣椒基因组共编码25个SUS蛋白,每个辣椒中均编码5个成员;编码氨基酸长度在787～972aa之间,等电点范围位于5.85～8.26之间,分子量大小为87.96～110.27 k D;染色体定位发现一年生栽培辣椒5个SUS基因(Capanasus1～Capanasus5)分布于4条染色体上,其中Capanasus3和Capanasus5基因位于三号染色体;20个保守基序的长度范围为从6个到50个氨基酸。2.初步探究了辣椒SUS基因家族的进化模式。系统进化树将SUS基因分为3个不同的区组(SUSⅠ～SUSⅢ),这与模式植物拟南芥的分类一致;进化分析发现SUS基因的不同亚族之间存在着差异,这暗示着其在进化过程中可能具有不同的进化模式。3.进行了辣椒SUS基因组织表达模式分析。研究发现2个SUS基因(Capanasus1和Capanasus2)在花、果皮和种子发育中高度表达,而在叶片中表达量很低,剩下3个基因(Capanasus3,Capanasus4和Capanasus5)在所有组织(花,叶,果皮和种子)发育中表达量较低,甚至不表达。4.完成了辣椒SUS基因在多种逆境下的表达分析。为了进一步研究辣椒SUS基因是否受环境胁迫的诱导,我们分析了SUS基因在多种激素和非生物胁迫下的表达模式。结果表明3个SUS基因(Capanasus1,Capanasus2和Capanasus3)受到多种激素(ABA,GA,IAA和JA)的诱导,而剩下的Capanasus4和Capanasus5基因几乎没有变化;此外,在逆境处理条件下,辣椒SUS基因(Capanasus1,Capanasus2和Capanasus3)呈现显著的差异表达,而Capanasus4和Capanasus5基因的表达量没有显著变化。这些结果为深入研究辣椒SUS基因的功能提供了科学依据。
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