猕猴桃过氧化氢酶基因家族全基因组鉴定与表达分析

过氧化氢酶(Catalase,CAT)是植物主要的抗氧化酶之一.为揭示猕猴桃CAT(AcCAT)基因家族序列特征和潜在功能,对其进行了全基因组鉴定和表达分析.对AcC4T基因家族进行全基因组鉴定和生物信息学分析,并研究其在不同器官以及果实贮藏过程中的表达变化.从猕猴桃基因组中鉴定出9个AcCAT基因并根据其在染色体上的位置分别命名为AcCAT1-AcCAT9,不同成员之间蛋白理化性质、基因结构、保守基序、启动子作用元件等存在较高相似性.AcCAT基因不均匀地分布在猕猴桃的4条染色体上,其中的5个AcCAT基因形成2个串联基因簇,6个AcCAT基因发生片段复制.基于psRNAtarget分析,AcCAT基因可能主要受miR166家族调控.系统进化分析结果显示,来源于獗猴桃、茶树、棉花和水稻的23个CAT蛋白分为3个类群,其归类并未完全按物种划分.在不同猕猴桃器官中,AcCAT3主要在根中表达,AcCAT1和AcCAT4主要在花中表达,AcCAT2、AcCAT5、AcCAT6、AcCAT8和AcC4T9主要在叶中表达,AcC4T7则同时在根和花中高水平表达;在猕猴桃果实贮藏过程中,AcCAT5和AcC4T6表达水平逐渐降低,AcCAT1和AcC4T2主要在贮藏前期表达,而AcCAT3、AcCAT4和AcC4T8主要在贮藏后期表达.此外,miR166家族成员在果实贮藏过程中的表达量逐步升高.AcCAT基因在进化过程中存在保守性,其在猕猴桃生长发育和果实贮藏软化过程中发挥调控作用.