农业生物技术学报

作者：李娜, 韩红艳, 宋宇琴, 冯新新, 李六林, 李洁, 化延斌

单位：1 晋中学院 生物科学与技术系, 晋中 030619; 2 山西农业大学 园艺学院, 晋中 030801; 3 山西农业大学 林学院, 晋中 030801; 4 山西省介休市农业农村局, 晋中 032000

关键词：枣,3-羟基-3-甲基戊二酰-CoA还原酶(HMGR),甲羟戊酸,类胡萝卜素,

基金：山西省高等学校科技创新计划(2023L313);山西省基础研究计划(自由探索类)(202303021222261);博士科研启动(2020BQ43);晋中学院博士专项资金(JUD2022002)

萜类化合物是枣(Ziziphus jujuba)发挥药用功能的主要物质,3-羟基-3-甲基戊二酰-CoA还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase, HMGR)对植物萜类化合物生物合成具有重要作用。为了深入研究枣HMGR基因功能,本研究利用隐马尔可夫模型(HMM)对枣HMGR基因家族进行鉴定,采用生物信息学分析软件分析ZjHMGR基因家族成员的理化特征、基因结构和进化关系,采用qRT-PCR分析HMGR基因表达模式。结果表明,枣基因组中有21个HMGR基因成员,根据基因在染色体上的位置将其命名为ZjHMGR1~ZjHMGR21。21个ZjHMGR基因位于10条固定染色体和2条未放置的基因组支架上。ZjHMGR基因的CDS长度为271~3 425 bp,编码88~1 122个氨基酸,且分子量为9 827.05~124 950.93 kD。将枣与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、苹果(Malus pumila)、白梨(Pyrus bretschneideri)、烟草(Nicotiana tabacum)和西瓜(Citrullus lanatus)的HMGR家族成员蛋白全长序列进行比对并构建系统发育树发现,ZjHMGR1单独为一类,ZjHMGR11和ZjHMGR12、ZjHMGR5和ZjHMGR10被分别划分为一类,且这5个基因家族成员与拟南芥、苹果、白梨和西瓜HMGR基因存在共线性关系;ZjHMGR基因2.0 kb启动子区域存在与激素相关的顺式元件,其中11个基因有赤霉素、茉莉酸甲酯和脱落酸响应顺式元件,8个基因有生长素响应顺式元件,12个基因有水杨酸响应顺式元件。与幼果相比,成熟果实ZjHMGR基因表达量显著升高(P<0.05),且'临黄1号'和'木枣'果实ZjHMGR基因的表达量与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和花青苷的含量显著负相关,而与类胡萝卜素含量正相关。ZjHMGR基因家族在果实成熟过程中发挥重要作用。本研究为枣萜类物质合成的遗传改良提供参考。

来源：2025年第4期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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