茶树CsMPC基因家族鉴定及胁迫表达分析

摘要

【目的】探究线粒体内膜的丙酮酸转运体（MPC）基因家族在茶树生长发育及胁迫响应中的功能。【方法】在全基因组范围内鉴定了5个茶树品种的CsMPC基因家族，并构建了进化树。利用MEGA解析其保守基序特征，采用ProtParam、ProtScale等软件分析CsMPC蛋白的理化性质，使用TMHMM、Robetta预测CsMPC蛋白的跨膜结构和三级结构。以茶树舒茶早为材料，克隆获得3条CsMPC基因，通过瞬时转化体系结合PRE-PROTEIN在线预测，解析CsMPC蛋白的亚细胞定位。使用TeaAS官网进行可变剪接分析，结合转录组数据探讨CsMPC基因的表达模式。以龙井43为试验材料，在低温、干旱和盐胁迫条件下，通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证了CsMPC基因的表达响应。【结果】鉴定出3个茶树CsMPCs基因家族成员，其分别属于MPC1、MPC2和MPC3 3个亚群。不同茶树品种CsMPC保守基序及序列相似性存在差异，CsMPC1与CsMPC2和CsMPC3的序列相似性分别最高可达31%和34%。CsMPC编码的蛋白长度为93～131个氨基酸，具有亲/疏水性特点，并在部分茶树品种中具有跨膜结构特征；三级结构预测结果显示，不同品种茶树的CsMPC蛋白在结构上存在显著差异，推测CsMPC蛋白以异二聚体形式发挥转运功能。CsMPC蛋白的线粒体定位进一步支持其作为丙酮酸转运体在细胞代谢中的作用。CsMPC基因受到低温、干旱、盐等胁迫时通过可变剪接类型和组织表达量变化响应胁迫。RT-qPCR结果表明，CsMPC基因的表达模式与转录组数据高度一致。【结论】不同茶树品种具有3个可以调节丙酮酸转运并响应胁迫的CsMPC基因，可用于进一步探究茶树MPC基因的功能和调控机制。

关键词

茶树 / MPC基因家族 / 全基因组鉴定 / 胁迫表达