西瓜 SOD 家族基因的鉴定及其对枯萎病菌的响应特征分析

西瓜作为一种重要的园艺作物，极易受到逆境尤其是各种病原菌的侵害，在生产上造成严重的损失。逆境胁迫会诱导植物细胞内活性氧自由基的积累，产生氧化胁迫，影响植物的生长发育。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)是抗氧化系统的第一道防线，能有效清除活性氧，减轻氧化胁迫从而提高植物对逆境的耐受能力，但还没有研究对西瓜 SOD 基因进行分离和鉴定。本研究采用生物信息学手段在西瓜基因组中共鉴定到 8 条 ClSOD 基因，并对它们基因结构、进化关系、蛋白结构、亚细胞定位、启动子顺式作用原件及表达模式等进行预测和分析。根据蛋白结构和进化分析表明，西瓜 SOD 蛋白可分为 Cu/ZnSODs 和Fe-MnSODs 两类，进一步分为 4 个亚族。绝大多数西瓜 SOD 基因含有多个内含子。利用荧光定量 PCR (qRT-PCR)分析发现，西瓜 SOD 基因具有不同的的时空表达模式。另外，我们从 ClSOD 基因的启动子上鉴定到许多激素和逆境相关的顺式作用元件。接种尖孢镰刀杆菌后，西瓜抗病品种中大部分 SOD 基因的表达上调而感病品种中则相反，初步鉴定到一些与枯萎病抗性相关的 ClSOD 基因。本研究将为西瓜抗病基因的功能鉴定及其调控机理的探究提供科学依据，也为西瓜抗病分子育种提供理论基础。