巴西橡胶树ACA/ECA基因鉴定及分析

作者：杨晶晶; 方永军; 张鸿韬; 龙翔宇; 秦云霞; 阳江华; 肖小虎^*

来源：热带作物学报, 2023, 1-12.

• 巴西橡胶树
• Ca~(2+)-ATPase(ACA/ECA)
• 基因家族
• 生物学功能
• 表达分析

Ca2+是植物细胞的第二信使，Ca2+-ATPase(ACA/ECA)作为Ca2+运输的重要蛋白，在保证细胞内钙离子的平衡和植物非生物胁迫方面发挥着至关重要的作用。为了研究巴西橡胶树中Ca2+-ATPase(ACA/ECA)的生物学功能，以模式植物拟南芥的ACA/ECA蛋白序列为探针，从橡胶树基因组中鉴定得到45个ACA/ECA基因家族成员，其中ACA成员38个，ECA成员7个。利用Expasy、Plant-mPLoc等工具对45个成员的理化性质、基因结构、染色体定位、系统进化和表达进行全面分析。染色体定位结果显示，ACA/ECA家族的45个成员不均匀的分布在橡胶树的14条染色体和1个Contig上；其中2号和9号染色体上成员分布最多，为11个；理化性质分析表明，各成员编码蛋白的氨基酸数目为86-1142个，氨基酸分子量在10048.04-125412.8Da之间，蛋白产物多定位于细胞质膜，有少量成员定位于内质网、叶绿体、液泡和细胞核；在进化方面，ACA/ECA家族成员明显聚于ACA和ECA两个分枝，两个分支中橡胶树始终与木薯紧靠，表明在系统进化过程中橡胶树与木薯存在较近的亲缘关系；表达分析显示，部分成员在不同组中的表达存在明显差异，HbACA31在叶片中表达丰度最高，HbACA36在胶乳中表达丰度最高，并且HbACA36经乙烯利刺激处理后在胶乳中的表达明显上调；另外，我们还分析了割胶对ACA/ECA基因表达的影响，发现HbACA36在PR107和热研8-79两个橡胶树品种割胶过程中均处于较高的表达水平，并且在高产品种热研8-79开割过程中明显上调表达，推测HbACA36参与橡胶树产胶排胶调控，并在其中起重要作用。本研究结果首次揭示了橡胶树ACA/ECA家族成员的理化性质和表达模式，为进一步研究ACA/ECA基因在巴西橡胶树中的生物学功能，特别是橡胶树产胶调控方面的功能奠定了基础。

• 单位
  海南大学; 中国热带农业学院; 云南农业大学