茉莉酸甲酯诱导西瓜ClTPS1基因的表达特性及其生物学信息分析

摘 要 海藻糖合成酶 (trehalose-6-phosphate synthase, TPS) 基因对海藻糖的积累具有决定性作用，目前对TPS亚家族Ⅰ型基因研究比较多，而对TPS亚家族Ⅱ型基因研究较少。我们选取了西瓜Ⅱ型TPS亚家族基因中的一个TPS基因，命名为ClTPS1，对该基因进行了生物信息学分析。并进一步以二倍体西瓜细胞为材料，利用qRT-PCR技术对ClTPS1基因在茉莉酸甲酯诱导下的表达特性进行了研究。结果表明ClTPS1基因的转录起始位点位于起始密码子上游1332 bp处，启动子区域包含多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件等；该基因编码的蛋白含有831个氨基酸，分子量为94104.2 D，理论等电点为5.57。该基因与拟南芥TPS7基因同源性最高。而蛋白结构分析进一步暗示了该基因可能兼备TPS活性和TPP活性。在茉莉酸甲酯施加了4 h后ClTPS1基因的表达量达到最高，整体变化呈现出先上升后下降的趋势。以上结果表明ClTPS1基因能迅速响应逆境胁迫，并通过促进海藻糖生物合成抵御逆境。本研究不仅为利用茉莉酸甲酯提高西瓜抗逆性提供了理论支持，而且为以后深入研究植物中Ⅱ型TPS亚家族基因奠定基础。