桃纤维素合成酶(CesA/Csl)基因超家族成员鉴定及表达分析

作者：张兴珍; 康同洋; 暴茹; 刘鑫丽; 覃荣玲; 赵彩平^*

来源：农业生物技术学报, 2022, 30(06): 1096-1111.

• 桃
• 纤维素合成酶超家族
• 果实
• 表达模式

纤维素合成酶基因超级家族包括纤维素合成酶(cellulose synthase, CesA)和类纤维素合成酶(cellulose synthase-like, Csl)基因家族，参与纤维素、半纤维素和果胶等多糖的生物合成，在植物细胞壁的形成中起着重要作用。本研究在桃(Prunus persica)基因组中鉴定出36个PpCesA/Csl基因家族成员，分别编码394～1 527个氨基酸，蛋白质平均分子量为44.85～171.80 kD，内含子数量为4～16，包含20个不同的基序。PpCesA/Csl蛋白的亚细胞定位具有多样性，可在叶绿体、高尔基体、细胞膜、细胞质及线粒体中定位。系统进化分析表明，PpCesA/Csl分为7个亚族(CesA, CslA, CslB, CslC, CslD, CslE和CslG)。所有PpCesA/Csl蛋白都含有7个跨膜结构域，其中27个成员含有纤维素合成酶结构域PF03552,9个成员含有糖基转移酶家族2结构域PF00535；另外，除PpCesA2外其他8个PpCesA亚族成员均含有锌指结构域zfUDP，除PpCslD1外其他4个CslD亚族成员均含有锌指结构域zf-RING＿4。PpCesA/Csl蛋白的主要保守活性位点是天冬氨酸D、D、D残基，其次是QxxRW基序。通过qPCR分析PpCesA6、PpCesA8、PpCslD2、PpCslE7、PpCslG1在不同组织、果实不同发育期和贮藏期的表达特性。结果显示，PpCesA6和PpCslG1在生殖器官花和果实中表达量较高，PpCesA8在果实和新梢中表达量较高，而PpCslD2在果实和根以及PpCslE7在根和花中表达量较高。在果实发育期，PpCesA6、PpCesA8和PpCslD2均在盛花后65 d达到表达峰值；而PpCslE7和PpCslG1分别在盛花后80 d和盛花后35 d出现表达量高峰。在果实贮藏期，PpCslD2和PpCslE7在两品种中均呈现上调表达趋势，而PpCesA8呈下调表达趋势；PpCslG1在’秦王’果实的贮藏前期高表达，而在’沙红’果实贮藏期表达量极低。本研究为桃和蔷薇科其他植物CesA/Csl基因的进一步功能研究提供了基础资料。

• 单位
  西北农林科技大学