基于转录组测序的巴戟天蔗糖合酶基因家族鉴定及其生物信息学分析

摘要

[目的]多糖是药用植物巴戟天主要活性成分之一，其合成与蔗糖合酶(sucrose synthase, SUS)基因家族密切相关。本研究鉴定巴戟天SUS基因家族成员并分析其在不同年限根部的表达模式，为巴戟天多糖合成相关的SUS基因家族成员的挖掘提供理论依据。[方法]基于巴戟天的转录组数据，通过序列比对和隐马尔科夫模型预测挖掘SUS基因家族成员，采用TBtools等软件对这些基因的理化性质、基因结构特征等进行生物信息学分析，并利用MEGA11将转录组数据与拟南芥的6个AtSUS基因构建系统发育树。[结果]18个MoSUS所编码的氨基酸长度为192～902 aa,相对分子质量为(21.53～102.14)×10～3,理论上均为酸性蛋白。亚细胞定位预测大部分MoSUS蛋白定位于细胞质中。MoSUS按系统进化树分为3个亚家族，SUSⅠ和SUSⅡ亚家族分别有8个成员，SUSⅢ亚家族有2个成员。SUSⅠ和SUSⅢ亚家族成员之间具有较高的保守性；MoSUS1和MoSUS2、MoSUS5和MoSUS6含有相同数量及排列顺序的Motif。基因表达分析表明MoSUS13—MoSUS17基因表达量随着年限增加而增加。[结论]系统进化分析结果表明巴戟天中的SUS基因家族成员分为3个亚家族：SUSⅠ、SUSⅡ和SUSⅢ。MoSUS13—MoSUS17可能参与调控巴戟天多糖类成分的合成。本研究结果为深入研究巴戟天SUS基因家族功能奠定基础，也为巴戟天药用品质形成机制研究提供科学依据。

关键词

巴戟天 / 蔗糖合酶 / 转录组测序 / 生物信息学 / 基因表达

基金资助

国家自然科学基金地区科学基金项目(82160715); 广西研究生教育创新计划项目(YCSW2023393)