荔枝漆酶(LAC)基因家族鉴定及表达分析

探索荔枝漆酶(LAC)基因家族的数量、结构和进化关系,可以为解析漆酶基因功能提供理论依据,为探索荔枝果皮褐变机制提供基础.本研究利用生物信息学分析手段,对LAC基因家族成员数量、保守结构域、家族成员的亚细胞定位及染色体位置、系统发育和顺式作用元件,以及基因家族成员在不同组织器官和采后贮藏果皮中的表达情况进行了分析.结果表明,荔枝基因组中共鉴定出61个LAC家族成员,编码的氨基酸残基长度在127～958aa,分子量在14.07～103.47 Da,等电点在4.42～10.34;亚细胞定位分析表明,有19个LAC家族成员定位在叶绿体中,17个LAC家族成员定位在液泡中,其他成员分别定位在内质网、细胞外基质等.61个荔枝LAC家族成员分别定位在10条染色体上,其中第13号和8号染色体上LAC基因数量最多,且呈簇状分布于染色体一端.系统发育树将荔枝LAC家族分为5个亚组,第V亚组最大,有30个家族成员,第Ⅳ亚组最小,仅有8个家族成员.荔枝LAC家族的结构域组织相对保守,具有典型的Cu-oxide漆酶结构域.荔枝LAC基因启动子序列分析发现了大量的顺式作用元件,可能与漆酶家族功能多样性相关.10个荔枝组织器官的转录组测序分析表明,除Lch08g07950-mRNA-1基因外,其余61个基因在荔枝各组织中表达量均较低.实时荧光定量RT-PCR结果与转录组分析结果基本一致,Lch08g07950-mRNA-1在所有组织中都有较高的表达水平,并且其在采后荔枝果皮中的表达水平与褐变发生具有相关性.