杧果PEPC基因家族全基因组鉴定及表达分析
2021-12-09彭文丽刘照宇李晓波杨成坤
彭文丽,刘照宇,李晓波,杨成坤
(1 海南省农垦科学院,海口,570311;2 海南大学园艺学院/热带作物新品种选育教育部工程研究中心,海口,570228)
磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPC)是一种广泛分布于维管植物、细菌和藻类中的细胞质酶[1],其主要功能是以Mn2+或Mg2+作辅助因子,催化HCO3-和磷酸烯醇式丙酮酸反应生成草酰乙酸和无机磷酸[2],这一反应是景天酸代谢和C4代谢植物光合作用中同化和固定CO2的主要步骤。不同植物上的研究表明,PEPC基因在不同组织中还可能参与多个非光合作用的生物学过程[3]。如参与种子发育过程[4];保持植物细胞离子平衡,调节气孔运动[5];调节植物对生物及非生物胁迫的耐受性[6];为豆科生物固氮过程提供碳骨架;参与调控植物种子营养物质的合成与代谢过程,控制糖类物质流向脂肪酸合成或蛋白质合成途径等作用[7]。也有研究指出,PEPC基因在果实成熟调控中也起到重要作用[8]。
目前,多种植物的PEPC家族基因已在全基因组水平被鉴定和研究。如拟南芥中鉴定出PEPC基因4个,水稻中为6个[9],大豆[10]和菠萝[11]中分别报道了10个和3个等。根据PEPC基因和蛋白的结构,可将其分为植物型(plant-type PEPC,简称PTPC)和细菌型(bacterial-ype PEPC,简称BTPC)两种。PTPC常编码110kDa大小的蛋白质,基因中内含子9~10个,在N端具有保守的磷酸化作用位点;BTPC编码约117kDa大小的蛋白质,基因中内含子19~21个,N 端无磷酸化位点[9]。
杧果MangiferaindicaL.是世界第五大栽培水果[12],也是我国华南地区农业的支柱产业之一。杧果营养丰富,风味独特,具有“热带水果之王”的美称,受到消费者青睐,研究其果实发育过程对提升杧果商品性具有重要意义[13]。……
