辣椒CMB1基因克隆与表达分析

作者：张明先; 张芮豪; 李平平; 吴睿; 周慧丹; 邓明华; 吕俊恒^*

来源：广东农业科学, 2023, 50(11): 50-58.

DOI：10.16768/j.issn.1004-874X.2023.11.005

• 辣椒
• 类胡萝卜素
• 转录因子
• 基因克隆
• CMB1

【目的】CMB1基因在植物的花序结构和果实成熟调控中发挥重要作用，但有关辣椒CMB1基因的功能和调控机制鲜有报道，因此研究辣椒中调控类胡萝卜素合成相关的转录因子及CMB1基因在辣椒中的作用，为辣椒选育提供参考。【方法】以皱皮红、皱皮黄两种辣椒果实为试验材料，利用同源序列法克隆CMB1的编码序列并对其进行生物学信息分析，通过实时荧光定量PCR技术分析CMB1在红色与黄色辣椒果实中不同发育时期（绿熟期、转色期、完熟期）的表达模式。【结果】皱皮红与皱皮黄辣椒的CMB1基因ORF长度均为732 bp，可编码243个氨基酸残基。序列比对发现，皱皮红CMB1碱基序列的第11个位点发生突变，G突变为T，导致氨基酸序列由G（甘氨酸）突变为V（缬氨酸）。生物信息学分析显示，皱皮红CMB1编码蛋白的分子质量为20 923.21，理论等电点为5.59，不稳定系数为57.28，亲水性总平均值（重力）指数为-1.001；皱皮黄CMB1编码蛋白的分子质量为27 958.47，理论等电点为7.10，不稳定系数为53.54，亲水性总平均值（重力）指数为-0.809。皱皮红和皱皮黄的CMB1均为不稳定的疏水蛋白，含有38个磷酸化位点，无跨膜结构和信号肽，具有典型的MADS-box结构域和K-box结构域。进化分析结果发现，辣椒CMB1与茄科的亲缘关系最近，与豆科亲缘关系最远。荧光定量结果显示，CMB1在辣椒果实绿熟期、转色期、完熟期3个时期的表达量依次递增，且3个时期CMB1的表达量在皱皮红中均显著高于皱皮黄。【结论】辣椒CMB1是MADS-box家族的成员，为不稳定的疏水蛋白，在辣椒果实中的表达量与辣椒中类胡萝卜素的积累趋势相似，推测CMB1主要参与调控辣椒红素等类胡萝卜素的合成。

• 单位
  云南农业大学; 云南省农业科学院园艺作物研究所