马海洋等对菠萝PEPC基因家族生物信息学进行分析
  作者: 冯文星   来源: 南亚热带作物研究所  日期: 2020-03-16   点击:        打印  ] 我要分享


       中国热带农业科学院南亚热带作物研究所马海洋和赵秋芳等对菠萝PEPC基因家族生物信息学进行分析研究,从波萝基因组中鉴定出3个PEPC基因,并对其结构、序列特征及进化关系进行生物信息学分析。该研究论文最近刊登在《热带作物学报》2020年第1期上。

       菠萝是一种极具营养和药用价值的热带水果。2016年菠萝的全球生产总值高达到14.9亿美元(www.freshplaza.com),目前波萝已成为世界第三大热带水果,第二大国际贸易的热带水果。2015年菠萝基因组测序和组装工作已经完成,为菠萝重要基因家族鉴定和分析提供了数据支持,菠萝 WRKYI、NRT1、ABC、DOF等许多重要基因家族先后被报道。菠萝作为典型的CAM代谢植物,PEPC基因家族尚未被挖掘,其家族成员在波萝光合过程中的作用尚不清楚。

       马海洋和赵秋芳等,依托海南省热带作物营养重点实验室和农业农村部热带果树生物学重点实验室进行研究,从波萝基因组中鉴定出3个PEPC基因,并对其结构、序列特征及进化关系进行生物信息学分析,并结合转录组数据分析菠萝PEPC基因组织表达差异,为后期研究PEPC基因参与波萝CAM光合代谢过程中物质积累和代谢调控作用机制寞定基础。

       研究论文表明,磷酸烯醇式丙酸羧化( phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)在C4和景天酸代谢(CAM)光合途径吸收CO2过程中发挥重要作用,并参与各种非光合作用过程,包括果实成熟、气孔开放、碳氮相互作用、种子形成和萌发以及调节植物对道境胁迫的耐受性。菠萝为典型的景天酸代谢途径(CAM)植物,为了解磷酸烯醇式丙酸羧化酶(PEPC)在菠萝景天酸代谢途径(CAM)中的作用,本研究鉴定到3个波萝PEPC基因,按照基因描述命名为AcPEPC1AcPEPC3和 AcPEPC4,进化树分析结果 AcPEPC1AcPEPC3为植物型PEPC( PTPCs)蛋白,序列同源性较高且基因结构、保守结构域及保守基序均一致。 AcPEPC4为细菌型PEPC( BTPCs)蛋白,与 AcPEPC1 /AcPEPC3间的序列同源性低。组织表达分析表明 AcPEPC1菠萝叶片表达量较高,而 AcPEPC3 AcPEPC4在菠萝花和果实表达量较高。