农业生物技术学报

作者：胡玲玲, 徐涛, 杨杰, 龚丽丽, 杨语心, 杨中义, 吴月燕

单位：浙江万里学院 生物与环境学院, 宁波 315100

关键词：纤维素合酶(CesA/Csl)基因,生物信息学,基因表达,果实硬度,葡萄,

基金：宁波市科技创新2025现代种业重大专项(2019B10015); 浙江省重点研发计划(2021C02053); 浙江省教育厅一般科研项目(Y202351595); 浙江省“生物工程”一流学科学生创新计划(CX2022025); 浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划(2023R419016)

果实硬度是鲜食葡萄品质的重要指标之一,对葡萄(Vitis vinifera)的商品性和市场价值有极大影响。细胞壁的结构与成分是导致葡萄果实硬度差异的重要因素,纤维素合酶(cellulose synthase/cellulose synthase-like, CesA/Csl)超家族是编码参与合成植物细胞壁中纤维素和半纤维素的关键酶,对果实硬度有着潜在作用。然而葡萄CesA/Csl超家族尚未得到系统鉴定。为探究葡萄CesA/Csl超家族在不同硬肉和软肉葡萄品种中的表达模式,本研究运用生物信息学方法,在全基因组水平鉴定葡萄CesA/Csl超家族基因,构建了系统发育进化树,并对基因的理化性质、结构及其品种表达特性等进行了分析。结果表明,葡萄CesA/Csl家族共有67个成员,在15条染色体上不均等分布;系统发育树分析显示,葡萄CesA/Csl家族成员被分为6个亚族,在进化中较为保守;该家族成员所编码的蛋白主要分布在质膜上,其氨基酸长度为128~1 406 aa;转录组分析结果发现,硬肉和软肉葡萄的成熟期果实中存在显著差异表达的CesA/Csl家族基因,这可能是导致果实硬度差异的关键基因。此外,在同一品种的不同发育时期,VvCesA4和VvCslB5的表达存在显著差异,可能调控果实生长发育过程中的硬度变化。通过qRT-PCR与不同品质果实硬度关联性分析发现,VvCesA4负向调控果实硬度,VvCesA2和VvCesA6正向调控果实硬度。上述结果表明,CesA/Csl超家族在葡萄硬度差异中发挥不同的调控作用。本研究为深入挖掘CesA/Csl超家族调控葡萄果实硬度的机制提供理论依据。

来源：2024年第5期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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