绿豆果胶甲酯酶基因及其响应镉胁迫的分析

果胶甲酯酶(PME)是在植物细胞壁中起重要功能的酶,通过去甲酯化降低细胞间的约束,使细胞伸长.基于绿豆(Vigna radiata(Linn.)R.Wilczek)基因组注释文件,利用HMMER和Pfam等软件对绿豆果胶甲酯酶(PMEs)进行鉴定,分析PMEs基因结构和系统发育等.运用转录组和酶学方法检测正常条件和镉(Cd)胁迫下绿豆苗期根、茎和叶中PMEs表达模式及PME酶活性的变化.结果表明:绿豆基因组有80个PMEs,大部分PMEs具有相似的结构和共同的motif.系统发育分析将80个VrPMEs编码果胶甲酯酶蛋白(VrPMEs)归为5个分支,其与同科大豆GmPMEs具有更近的亲缘关系.17个VrPMEs在对照和Cd处理组绿豆苗期根、茎、叶中均有表达,但表达水平不同.Cd胁迫显著上调根中3个VrPMEs平均3.52倍,显著下调14个VrPMEs平均1.89倍;显著上调茎中2个Vr-PMEs平均2.69倍;对叶中VrPMEs表达影响较小.Cd胁迫在1、5和9天显著升高根中PME的平均酶活1.06、1.32和1.85倍,而对茎和叶中PME活性影响较小.基因表达与酶活性的结果相印证,强调根PME基因及其酶参与了绿豆幼苗期对Cd胁迫的响应,为进一步研究植物PME基因功能及其在重金属胁迫中的作用积累了重要资料.