甜橙淀粉合成相关基因鉴定及应答病原菌感染的表达模式分析

摘要

柑橘黄龙病导致柑橘属(Citrus)植物叶片出现异常的淀粉积累，其分子机制尚未明确。为解析淀粉代谢生物学过程在柑橘与黄龙病菌互作过程中的作用，本研究利用生物信息学手段鉴定甜橙(Citrus sinensis)的淀粉合成相关基因，分析甜橙淀粉合成相关基因的染色体分布、系统发生关系、基因结构和启动子区域顺式作用元件，鉴定编码蛋白的保守基序和结构域，探索甜橙淀粉合成相关基因在柑橘黄龙病菌(Candidatus Liberibacter asiaticus, CLas)和溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp.citri, Xcc)侵染过程中的表达模式和转录调控网络。研究结果发现，甜橙中存在17个淀粉合成相关基因，不均匀地分布在8条染色体上；甜橙淀粉合成相关基因的外显子数目为9～22个；甜橙淀粉合成相关蛋白与拟南芥(Arabidopsis thaliana)淀粉合成相关蛋白聚为4簇，其编码的蛋白质具有与生物学功能一致的保守基序或结构域；甜橙淀粉合成相关基因的启动子含有多种参与生物和非生物胁迫的顺式作用元件，在柑橘黄龙病菌和溃疡病菌侵染过程中，这些基因的表达模式发生显著变化。此外，多种转录因子参与调控甜橙淀粉合成相关基因的表达。本研究为深入分析淀粉合成代谢参与甜橙应答病原菌侵染提供数据支撑，为解析植物能量代谢与免疫之间的关系提供新的见解。

关键词

甜橙 / 淀粉合成 / 柑橘黄龙病 / 柑橘溃疡病 / 表达模式