石榴CHS基因家族的鉴定与非生物胁迫下表达特征分析OA

查尔酮合成酶(CHS)是类黄酮生物合成途径中的第一个限速酶,在植物生长发育、类黄酮的生物合成、生物和非生物胁迫中扮演着重要角色.为进一步探索CHS基因家族在石榴生长发育中的作用,基于石榴基因组数据库,开展CHS基因的鉴定、染色体定位、蛋白理化性质、系统进化关系、蛋白保守结构域、基因结构、启动子顺式作用元件和表达特性分析.结果表明,在石榴基因组中共鉴定到9个CHS基因,主要分布在2、3、5和8号染色体上,其中8号染色体上分布最多.进化树分析表明,石榴CHS蛋白可以划分为3个亚家族,即Class Ⅰ、Class Ⅱ、Class Ⅲ.进一步分析表明,同一亚族基因的motif分布和基因结构相似.表达分析表明,PgCHS1和PgCHS3在石榴不同组织和果实的发育阶段差异表达.PgCHS1在花中表达量最高,而PgCHS3在授粉后140 d的外种皮中表达量最高.PgCHS1和PgCHS3在果皮和外种皮发育过程中具有相似的表达趋势.推测PgCHS1和PgCHS3可能在石榴类黄酮生物合成中起重要作用.非生物胁迫处理表明,PgCHS1和PgCHS3在盐胁迫样品中呈现差异表达:PgCHS1和PgCHS3在盐胁迫6 d后的叶片中的表达量最高;PgCHS3在盐胁迫处理的根系中呈现逐渐降低趋势,而在叶片中则逐渐升高.在盐胁迫处理3 d后,PgCHS1在根系中的表达量升高,而在叶片中的表达量降低;经过6 d处理后,PgCHS1在根系中的表达量降低,而在叶片中的表达量增加.此外,ABA处理后,PgCHS1和PgCHS3表达量显著升高.启动子顺式作用元件分析表明,PgCHS基因启动子区域含有大量的光响应、植物激素和环境调控相关的顺式作用元件,且每个基因的顺式作用元件数量不同.通过对石榴CHS基因家族进行研究,其结果可为进一步探究CHS基因的功能,及为CHS基因在石榴非生物胁迫中的调控作用奠定基础,并为石榴遗传改良提供理论依据.