魏华伟¹ , 柴松琳² , 胡克玲¹ , 高优洋¹ , 高朋¹ , 梁赛¹ , 陈友根¹

1 安徽农业大学园艺学院, 合肥, 230036; 2 长江大学园艺园林学院, 荆州, 434000
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2019 年, 第 17卷, 第 6 篇   
收稿日期: 2019年04月04日    接受日期: 2019年04月24日    发表日期: 2019年08月15日

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蔗糖合酶(sucrose synthase, SUS)是植物蔗糖代谢关键酶之一，在植物生长发育和抵御逆境胁迫中具有重要的作用。辣椒基因组的公布为挖掘和鉴定 SUS 提供了机遇。本研究基于已经公布的 5 个辣椒基因组数据信息，利用信息生物学方法对辣椒蔗糖合酶基因家族成员进行鉴定，分析其染色体定位、系统进化关系及表达模式。结果表明：5 个辣椒基因组共编码 25 个 SUS 蛋白，每个辣椒种均编码 5 个成员；编码氨基酸长度在 787~972 aa 之间，等电点范围位于 5.85~8.26 之间，分子量大小为 87.96~110.27 kD；染色体定位发现一年生栽培辣椒 5 个 SUS 基因(Capanasus1~Capanasus5)分布于 4 条染色体上，其中 Capanasus3 和 Capanasus5 基因位于三号染色体；系统进化树将 SUS 基因分为 3 个不同的区组(SUS玉~SUS芋)，这与模式植物拟南芥分类相一致；通过 RNA-seq 分析发现，2 个 SUS 基因(Capanasus1 和 Capanasus2)在花、果皮和种子发育中高度表达，而在叶片中表达量很低，剩下 3 个基因(Capanasus3, Capanasus4 和 Capanasus5)在所有组织(花,叶, 果皮和种子)发育中表达量较低，甚至不表达。进一步研究发现 3 个 SUS 基因(Capanasus1, Capanasus2 和Capanasus3)受到多种激素(ABA, GA, IAA 和 JA)的诱导，而剩下的 Capanasus4 和 Capanasus5 基因几乎没有变化；此外，在逆境处理条件下，辣椒 SUS 基因(Capanasus1, Capanasus2 和 Capanasus3)呈现显著的差异表达，而 Capanasus4 和 Capanasus5 基因的表达量没有显著变化。这些结果为进一步深入研究辣椒 SUS 基因的功能提供了理论依据。

辣椒(Capsicum annumm L.)；蔗糖合酶；SUS 基因家族；生物信息学；表达分析