• 研究报告 •
钱栩栋,钟瑜璐,郑书徽,吕佳宁,刘骕骦
Xudong Qian, Yulu Zhong, Shuhui Zheng, Jianing Lü, Sushuang Liu
摘要: NADPH氧化酶(NADPH oxidases,NOXs)是植物活性氧产生的重要酶类,在生长发育及逆境响应中具有重要作用。为阐明甜瓜(Cucumis melo L.)NOX基因家族的序列特征及其低温响应模式,本研究利用生物信息学分析、RNA-seq转录组测序和qRT-PCR技术,对甜瓜NOX家族成员进行了全基因组水平的鉴定与表达模式分析。结果表明,甜瓜基因组中共鉴定出8个NOX成员,分布在6条染色体上,均含有Ferric_reductase、FAD_binding_8、NAD_binding_6和NADPH_Ox等保守结构域,蛋白整体呈碱性亲水特征。系统发育分析将NOX蛋白划分为5个亚组;共线性分析显示,甜瓜种内仅存在1对复制基因,且受到纯化选择作用。启动子区域含有多种激素和逆境响应相关顺式作用元件,其中CmNOX2和CmNOX4含低温响应元件。4°C处理24 h和48 h后,叶片相对离子渗透率由28.33%分别提升至42.67%和52.67%;通过转录组分析分别鉴定出5,633个和6,882个差异表达基因。冷响应相关基因呈明显差异表达,其中SLAC1和CPK19的表达持续上调。qRT-PCR结果显示,CmNOX2、CmNOX5、CmNOX6和CmNOX7在低温处理后表达量显著下调,而CmNOX4在48 h其表达量极显著上调。综合启动子元件和表达特征,CmNOX4可能是参与甜瓜低温响应的重要候选基因。本研究系统解析了甜瓜NOX基因家族的结构、进化及表达特征,筛选出低温响应候选基因,为进一步研究甜瓜低温适应机制提供了参考。