杧果超氧化物歧化酶基因家族鉴定与生物信息学分析

摘要

超氧化物歧化酶（SOD）是植物抗氧化系统中的一类重要酶，在植物生长发育中起着重要作用，为探究杧果SOD(MiSOD)的基因功能，在不同组织与增强UV-B照射下的表达模式。本研究基于杧果基因组，利用生物信息学方法，从蛋白质特性、系统进化关系、基因结构、启动子顺式作用元件等多个方面鉴定MiSOD基因家族成员，并通过转录组分析鉴定MiSOD基因家族成员的表达模式。杧果中共鉴定得到10个SOD基因，MiSOD蛋白大多属于稳定蛋白与酸性蛋白。多物种SOD蛋白系统发育分析表明，SOD按照蛋白类型被聚类为三个亚组。基因结构分析显示，SOD基因含有5～8个内含子，同一进化分支的基因，结构更为相似，其蛋白的保守基序与保守结构域也相同。10个MiSOD分布于7条染色体与1条碎片片段上，包含3对片段复制基因。顺式作用元件分析表明，MiSOD成员启动子中包含生长发育元件、激素响应元件和逆境响应相关元件。MiSOD基因在“Alphonso”杧果不同组织中表达模式不同，MiCu/Zn-SOD3、MiFe-SOD1、2、3在不同组织中表达量均较低，果肉、叶片、树皮和果皮中MiCSD4表达量最高，种子中MiMSD1表达量最高，根与花中，MiCSD1表达量最高；在增强UV-B照射的“台农一号”杧果果肉中，与对照相比，MiSOD基因没有显著差异。综上所述，MiSOD基因家族成员可能通过感受不同种类的信号而行使不同的功能，从而形成不同的表达模式；在“台农一号”杧果响应UV-B胁迫中，SOD可能不起关键作用。本研究为进一步研究MiSOD基因对不同信号的响应机制奠定基础。

关键词

杧果 / 超氧化物歧化酶(SOD) / 基因家族 / 表达模式