苹果SDH基因家族的鉴定及对非生物胁迫的响应

摘要

【目的】对苹果山梨醇脱氢酶（sorbitol dehydrogenase,SDH）基因家族进行鉴定，并分析了SDH基因对非生物胁迫的响应，以探明SDH基因功能，为提高苹果抗逆性提供参考。【方法】首先利用苹果基因组数据库和EMBL-EBI网站进行筛选，确定最终的SDH基因序列，之后对苹果SDH基因编码蛋白家族成员的理化性质以及二级结构进行预测；然后分析了苹果SDH基因家族的系统进化关系、顺式作用元件、保守结构域以及在不同组织中的表达情况；最后采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)，以正常生长的苹果试管苗为对照，分析了干旱胁迫（10%PEG）、盐胁迫（200 mmol/L NaCl）和低温胁迫（4℃）下SDH基因表达水平的变化。【结果】从苹果中鉴定到30个山梨醇脱氢酶（SDH）基因，并根据其在染色体上的位置命名为MdSDH01～MdSDH30，这些基因编码的蛋白质具有324～430个氨基酸，等电点为5.61～8.27，分子质量为34 647.76～46 931.21 ku;30个SDH基因分布在9条染色体上，二级结构主要以无规则卷曲和α-螺旋为主；SDH蛋白分布在A、C、D、E和F 5个组中。30个SDH基因序列中存在10个保守结构域，启动子区域分布有与激素、防御与应激和逆境胁迫等有关的响应元件。MdSDH05、MdSDH07、MdSDH10、MdSDH14、MdSDH21、MdSDH26和MdSDH28在不同组织中均有表达，其余23个SDH基因未表达。RT-qPCR结果表明，与对照相比，干旱胁迫处理后，30个SDH基因的表达均上调；盐胁迫处理后，MdSDH04、MdSDH05、MdSDH07和MdSDH23的相对表达量增幅较高；低温胁迫处理后，MdSDH30的表达量极显著上调。【结论】SDH家族成员具有明显的保守性，在苹果不同组织中的表达模式存在显著差异，苹果SDH基因家族在响应多种逆境胁迫时发挥着重要作用。

关键词

苹果 / SDH基因家族 / 生物信息学 / 基因表达分析