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琯溪蜜柚CmPME1的克隆及其在果实发育过程中的表达分析

2015-10-21刘志发潘腾飞潘东明

热带作物学报 2015年4期

刘志发 潘腾飞 潘东明

摘 要 利用RT-PCR技術从‘琯溪蜜柚中克隆得到1条PME(pectinmethylesterase)基因的ORF序列,命名为CmPME1。该序列编码一个含有582个氨基酸的蛋白质,分子量63.37 ku,该蛋白属于稳定的碱性亲水性蛋白。同源性分析表明:其编码的氨基酸序列与可可树(Theobroma cacao)、毛果杨(Populus trichocarpa)的同源性分别为76%、74%,与甜橙的氨基酸序列同源性高达99%。实时荧光定量PCR结果表明,随着果实的发育,CmPME1的表达量逐渐升高,在花后170 d达到最高,然后逐渐降低,远中柱汁胞CmPME1的表达量高于近中柱。

关键词 琯溪蜜柚;PME;克隆;实时荧光定量PCR

中图分类号 S813.3 文献标识码 A

琯溪蜜柚[Citrus maxima(Burm.) Merr.]果实存在汁胞粒化的生理病害, 表现为汁胞中柱和轴端汁胞异常膨大, 汁胞变硬、细胞壁加厚、木质纤维化、出汁率下降, 风味变淡。琯溪蜜柚果实汁胞粒化通常从囊瓣近蒂端汁胞发生, 后渐向果心发展, 其中以果心处长形汁胞粒化最为严重[1-3]。据观察,琯溪蜜柚果实汁胞粒化发生在果实生长后期(一般为9月中下旬开始),采后贮藏期间果实汁胞粒化进一步加重[2]。有报道指出果胶甲酯酶与柑橘果实的粒化有关[4-5]。

果胶甲酯酶(pectinmethylesterase,简称PME、PE, EC: 3. 1. 1. 11)广泛存在于植物以及一些细胞壁降解的微生物中[6]。果胶甲酯酶能水解果胶生成果胶酸、甲醇、氢离子,进而导致果胶酸钙的形成[7-9]。PME属于多基因家族,由于PME结构和表达模式的多样性,其作用也存在差异[10-11]。植物中果胶甲酯酶在细胞壁降解[12-13],小孢子发生和花粉管发育[14-16],种子萌发[17],根尖延伸[18],果实的软化成熟[19]等方面起着重要作用。近几年来,在植物中有关PME基因的克隆与表达已有许多报道,已从草莓、烟草、白菜等植物中克隆得到果胶甲酯酶基因[20-22],认为该基因与果实衰老过程中结构变化、植物病毒之间存在相互作用、雄性不育等功能有关。……

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