摘要
为了明确糖苷水解酶9(glycoside hydrolase 9,GH9)基因家族在枣果皮发育过程中的作用,该研究以狗头枣果实为材料,对其幼果期(Stage Ⅰ)、青果期(StageⅡ)、膨大期(StageⅢ)、白熟期(StageⅣ)、半红期(StageⅤ)、全红期(StageⅥ)6个不同发育阶段的果皮纤维素含量、细胞组织结构、GH9基因家族的生物信息学以及基因表达进行分析.结果表明:(1)在枣果实发育过程中,果皮纤维素含量在StageⅠ～StageⅢ略有增加,于StageⅢ达到最高(217.33 mg/g),随后快速显著下降并于StageⅥ降至最低(98.51 mg/g),较StageⅢ下降了 54.7％.(2)在枣果皮发育过程中果皮细胞在未着色时期紧密排列,在着色后明显皱缩且排列松散;番红-固绿染色后,从Stage Ⅰ到StageⅣ枣果皮角质层细胞和表皮细胞的细胞壁颜色由蓝绿色逐渐变为浅蓝进而转为粉色,胞内几乎没有颜色,说明狗头枣果皮细胞壁的纤维素含量从Stage Ⅰ到StageⅣ逐渐减少.(3)枣果实转录组测序发现,与Stage Ⅰ相比,StageⅡ～StageⅥ分别检测到1 090、2 039、3 300、4 594和7 855个差异表达基因;GO富集分析表明,在枣果实发育初期差异表达基因富集在与纤维素降解密切相关的水解酶活性分子功能中.(4)从枣基因组中鉴定到30个GH9基因家族成员,根据系统发育关系分为GH9A、GH9B和GH9C共3个亚族,其中GH9A亚族最大共有19个成员.(5)基因表达模式分析显示,所鉴定的30个GH9基因中有17个基因在果皮发育的Stage Ⅰ～StageⅢ均有表达且表达量高,而在StageⅣ～StageⅥ表达量低;荧光定量PCR验证结果显示,8个差异表达基因的表达量均随枣果实发育进程逐渐快速降低,其变化趋势与枣果皮纤维素含量变化趋势一致,也与转录组测序结果的表达水平的变化趋势一致.研究推测,GH9基因家族在枣果皮发育过程中具有降解植物细胞壁的作用.
基金项目
国家自然科学基金地区科学基金(31860535)
陕西省自然科学基础研究计划(2020JM-553)
陕西省红枣重点实验室科技计划(Sxhzdsyszj21-03)
陕西省省级大学生创新创业训练计划(S202210719110)
延安大学校级大学生创新创业项目(D2021097)
延安大学博士科研启动项目(YDBK2018-45)
维普
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