丝瓜铜锌超氧化物歧化酶Cu/Zn-SOD基因家族的克隆与表达分析

• 作者: 刘建汀 叶新如 张前荣 朱海生 李永平 林珲 温庆放 王彬 陈敏氡
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 丝瓜 褐变 Cu/Zn-SOD 表达分析 SOD活性
• 年，卷（期）: 2017,（17）
• 所属期刊栏目: 园艺
• 页码范围: 3391-3404
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.17.013

摘要

[目的]克隆丝瓜铜/锌超氧化物歧化酶Cu/Zn-SOD基因家族,并分析其序列特征、表达情况及其在丝瓜褐变中的作用,为进一步揭示丝瓜褐变的发生机理提供科学依据,为丝瓜品种遗传改良奠定基础.[方法]通过转录组测序和RT-PCR方法获得丝瓜Cu/Zn-SOD基因家族的cDNA序列,采用生物信息学方法分析氨基酸序列,利用荧光定量PCR技术研究Cu/Zn-SOD基因家族在不同组织及褐变条件下的表达情况.采用氮蓝四唑(NBT)光还原法测定总超氧化物歧化酶(SOD)活性,采用福林-酚比色测定总酚含量.[结果]获得了3个丝瓜Cu/Zn-SOD基因家族cDNA序列,依次命名为LcCu/Zn-SOD1(GenBank登录号:KP178922)、LcCu/Zn-SOD2(GenBank登录号:KX092445)和LcCu/Zn-SOD3(GenBank登录号:KX092446).LcCu/Zn-SOD1全长758 bp,包含一个456 bp的开放读码框(ORF),编码152个氨基酸;LcCu/Zn-SOD2全长799 bp,ORF为471 bp,编码157个氨基酸;LcCu/Zn-SOD3全长1011 bp,ORF为663 bp,编码221个氨基酸;编码的蛋白与甜瓜、南瓜、黄瓜同源蛋白的相似性均在90%以上.生物信息学分析表明3个基因编码的酶蛋白均无信号肽,无跨膜结构域,为亲水性稳定蛋白,Wolf Psort预测其亚细胞定位于细胞质.Cu/Zn-SOD基因家族在根中的表达量最高,在花中表达量最低.在丝瓜采后储藏期间,LcCu/Zn-SOD1和LcCu/Zn-SOD3在丝瓜储藏初期表达量较采后当时(0 d)上调,后期表达量受到抑制;在丝瓜鲜切条件下,3个基因表达量在鲜切后较采后当时(0 h)总体呈下降趋势.相关性分析显示,在采后储藏和鲜切条件下,LcCu/Zn-SOD1表达量均与SOD酶活性呈极显著性正相关,LcCu/Zn-SOD3表达量均与SOD酶活性呈显著性正相关,SOD酶活性在鲜切条件下与总酚含量呈显著负相关,LcCu/Zn-SOD1和LcCu/Zn-SOD3在调控SOD酶活性方面起作重要作用,LcCu/Zn-SOD1和LcCu/Zn-SOD3的表达影响了SOD酶活性,并影响了丝瓜褐变进程.[结论]从丝瓜果肉中获得Cu/Zn-SOD基因家族的3个,其中LcCu/Zn-SOD1和LcCu/Zn-SOD3在普通丝瓜果肉褐变过程中可能发挥着重要作用.