哈密瓜脱氢抗坏血酸还原酶基因的鉴定及冷胁迫表达分析

TS255.3; 为阐明哈密瓜脱氢抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR)基因的基本性质及在响应冷胁迫过程中的表达水平,基于生物信息学对2个哈密瓜DHAR基因(CmDHAR)的基本信息、多序列比对、系统进化关系、共线性关系、基因结构域特征、蛋白质三级结构、蛋白质-蛋白质相互作用及冷胁迫下的抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)含量、DHAR活力、DHAR基因的表达水平及其基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)进行研究.结果 表明,2个CmDHAR编码蛋白氨基酸的长度分别为297 aa与206 aa,等电点分别为8.67与5.99,分子质量为33082.9 Da与22891.6 Da.多序列比对结果表明CmDHAR基因具有保守性较高的谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)-N端功能结构域.基因结构分析结果表明CmDHAR包含6个外显子、6个保守基序、3类顺式作用元件.共线性分析表明哈密瓜与西葫芦、笋瓜和南瓜在物种进化过程中更为接近.蛋白质三级结构预测CmDHAR2主要包含α-螺旋、无规卷曲、延伸链和β-伊转角等.蛋白互作分析表明CmDHAR家族蛋白与哈密瓜其他GST家族蛋白之间联系紧密.冷胁迫下耐冷型哈密瓜"伽师瓜-310"中的AsA含量、DHAR活力及CmDHAR基因表达量明显高于不耐冷型的"金皇后-308".GSEA结果表明CmDHAR基因参与结构分子活性、大分子复合物、细胞膜封闭内腔以及抗氧化活性等生物过程.本研究阐明了CmDHAR的生物信息学特点,证明了DHAR基因在哈密瓜抵御冷胁迫过程中的重要性.