西瓜NCED基因的鉴定及其对枯萎病和脱落酸的表达模式分析

作者：姚依秀; 李玉林; 何艳军; 范敏^*; 高杰^*

来源：分子植物育种, 2022, 20(05): 1393-1405.

DOI：10.13271/j.mpb.020.001393

• 西瓜
• 9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)
• 脱落酸(ABA)
• 基因表达
• 进化分析

脱落酸(abscisic acid, ABA)是植物生长发育和逆境胁迫所必需的一种重要的植物激素，而9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是催化植物ABA合成的关键限速酶，在植物对干旱、高盐及病原菌等逆境的响应过程中发挥十分重要的作用。然而，目前还没有报道对西瓜中的ClNCED基因进行分离和鉴定。本研究在西瓜基因组中利用生物信息学技术共鉴定出10条ClNCED基因，预测并分析了这10条ClNCED基因的基因结构、染色体位置、亚细胞定位等基本信息及在西瓜不同组织器官、ABA和枯萎病处理下的表达模式。亚细胞定位预测发现大部分西瓜ClNCED蛋白主要被定位在叶绿体和细胞质中。利用不同物种的NCED蛋白进行进化分析发现西瓜ClNCED蛋白聚类在5个亚族中。亚族Ⅳ是西瓜特异亚族，只包含一对串联重复基因ClNCED09和ClNCED10编码的蛋白。在所有西瓜ClNCED基因中，只有一半有内含子，内含子数由5～12不等。另外，我们还利用荧光定量PCR (RT-qPCR)对ClNCED基因的时空表达模式进行分析，发现一半的西瓜ClNCED基因为特异表达基因，并且大部分在雄花中优势表达。此外，我们从ClNCED基因的启动子中发现了许多重要的顺式作用元件，这些元件与激素和逆境相关，对西瓜ClNCED基因在喷施ABA及接种尖孢镰刀杆菌后的表达水平进行分析，发现绝大部分ClNCED基因能响应ABA处理，同时还鉴定到多个响应枯萎病的ClNCED基因，这也为今后西瓜ClNCED基因的功能鉴定及相关的抗病分子育种提供重要的理论依据。

• 单位
  新疆农业大学; 浙江省农业科学院