农业生物技术学报

作者：赵熳秋, 南红, 鲁敏, 安华明

单位：贵州大学 国家林业和草原局刺梨工程技术研究中心,贵阳 550025

关键词：刺梨,钙调蛋白(CaMs),基因表达,维生素C (AsA),

基金：贵州省科技计划项目(黔科合基础[2020]1Y113); 国家自然科学基金(U1812401)

钙调蛋白(calmodulin, CaMs)是植物主要的钙结合蛋白,在植物体内参与广泛的生理过程。本研究从刺梨(Rosa roxburghii)全基因组水平鉴定出2个编码CaM蛋白的基因,分别命名为RrCaM1 (GenBank No. ON886228)和RrCaM2 (GenBank No. ON886229),均含有4个典型的EF-hand功能域。其中RrCaM1基因含有3个内含子,而RrCaM2基因无内含子,分别定位于3号和4号染色体上。系统发育及共线性分析表明,刺梨CaM与白梨(Pyrus bretschneideri)、草莓(Fragaria vesca)之间的亲缘关系较近,RrCaM1和RrCaM2可分别聚于2个不同的亚类,且RrCaM1和RrCaM2分别与草莓有1个直系同源基因,而RrCaM1与白梨有2个直系同源基因。RNA-Seq与qPCR结果均表明,RrCaM2基因表达量随刺梨果实发育显著下降(P<0.05),RrCaM1则相反。顺式作用元件预测RrCaM1的启动子区包含激素、光等8类响应元件,而RrCaM2缺少响应赤霉素、低温、干旱等的顺式作用元件;外源激素处理的结果证实,2个成员对水杨酸(salicylic acid, SA)、脱落酸(abscisic acid, ABA)和赤霉素(gibberellin, GA3)等外源激素处理呈现不同的表达模式。钙调蛋白抑制剂(chlorpromazine, CPZ)处理显著抑制RrCaM表达并降低了刺梨果实维生素C (ascorbate, AsA)的合成,且与AsA合成相关基因(L-galactose phosphatase, RrGPP)和AsA循环基因(dehydroascorbate reductase, RrDHAR)的表达量呈显著正相关(P<0.05),提示其可能参与了刺梨果实AsA积累的调控。本研究发现,RrCaMs基因家族在刺梨果实发育、AsA积累与激素响应中具有潜在的重要作用,为该基因家族的功能研究提供了参考。

来源：2022年第9期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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