榴莲蔗糖合成酶基因家族的挖掘与表达模式分析

摘要

蔗糖合成酶(SUS)参与植物糖分转运、分配及合成，对果实品质形成和产量十分重要。为了鉴定榴莲蔗糖合成酶基因家族功能特性，利用美国国立生物技术信息中心(NCBI)的数据库资源搜索榴莲DzSUS基因，利用在线工具PRABI预测DzSUS蛋白二级和三级结构，并分析其系统进化关系，选取红肉、黑刺、金枕、苏丹王和猫山王等5个榴莲品种成熟果实，测定其糖组分及DzSUS表达量。结果表明，从榴莲基因组中鉴定出8个SUS基因家族成员，命名为DzSUS1～DzSUS8,均呈弱酸性、亲水性，主要分布于细胞膜中，分子量92 031.51～105 181.90 Da,编码氨基酸805～931个。二级结构均由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲等4种结构构成，其中α-螺旋结构占比最高。DzSUS基因结构相似，外显子13～15个，内含子12～14个，基因全长存在显著性差异，DzSUS6基因最长，DzSUS1最短。DzSUS蛋白均含有保守基序10个，具有高度保守性。榴莲DzSUS与黄褐棉、亚洲棉、达尔文棉、拟南芥、木槿SUS的亲缘关系较近，大致分为两大类，DzSUS4与DzSUS5为Ⅰ类，DzSUS1、DzSUS2、DzSUS3、DzSUS6、DzSUS7、DzSUS8为Ⅱ类。榴莲果实中蔗糖含量显著高于葡萄糖和果糖，为典型蔗糖积累型果实；不同榴莲品种中DzSUS表达量不同；DzSUS1与果糖呈现显著正相关，DzSUS7与总糖、蔗糖含量呈显著负相关，推测DzSUS1和DzSUS7可能参与榴莲果实糖分积累。这些对榴莲DzSUS基因生物信息学及表达分析的结果为研究其生理功能和调控机制奠定了理论基础。

关键词

榴莲 / 蔗糖合成酶(SUS) / 生物信息学 / 表达量 / 相关性