辣椒海藻糖-6-磷酸合酶基因CaTPS9的克隆及表达分析

[目的]明确辣椒中海藻糖-6-磷酸合酶(TPS)基因CaTPS9的表达特性和生物学功能,进一步了解TPS对辣椒生长中调控非生物胁迫的作用.[方法]以辣椒品种强丰 101为试验材料,克隆CaTPS9基因,并对辣椒CaTPS9的理化性质、蛋白结构、顺式作用元件、系统进化树等进行分析;通过qRT-PCR分析CaTPS9基因在不同组织(商品果果肉、幼果果肉、成熟果果肉、商品果胎座、幼果胎座、成熟果胎座、叶、根、茎、花)和胁迫处理(低温和植物生长调节剂处理)中的表达模式.[结果]CaTPS9基因CDS序列全长 2604 bp,编码 867个氨基酸.CaTPS9蛋白包含Glyco_transf_20和Trehalose_PPase两个保守结构域,分子质量为 97.60 kDa,不稳定指数为 44.27,理论等电点为 5.63,亚细胞定位预测CaTPS9蛋白位于细胞质中.生物信息学分析表明,CaTPS9蛋白属于亲水性蛋白,且不存在跨膜结构和信号肽序列,蛋白结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成.系统进化关系分析表明,CaTPS9与烟草(Nicotiana tabacum L.)、番茄(Solanum lycopersicum L.)和马铃薯(Solanum tuberosum L.)中的同源基因亲缘关系较近.启动子顺式作用元件分析表明,CaTPS9启动子区域含有与激素、胁迫及植物生长发育相关的顺式作用元件.此外,CaTPS9在叶片中表达量最高,在商品果胎座中表达量最低.在水杨酸(Salicylic acid,SA)处理 12h后CaTPS9基因的表达量被显著提升,而低温、吲哚乙酸(3-indoleacetic acid,IAA)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)、赤霉素(Gibberellin acid,GA3)和茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)处理能够显著抑制CaTPS9基因表达量.[结论]CaTPS9基因可能通过海藻糖生物合成途径响应逆境胁迫.