安梨MDH基因家族鉴定及表达模式分析OA

苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)是合成苹果酸的关键酶之一,在植物的生长发育和非生物胁迫响应中起着至关重要的作用。本研究基于转录组和全基因组数据对安梨MDH基因家族进行鉴定,并对其理化性质、基因结构、保守基序和系统进化关系等生物信息学特性及其在果实发育过程中的表达模式进行分析。结果显示,通过多物种基因序列比对成功鉴定出16个安梨MDH基因家族成员,分别命名为PuMDH1—PuMDH16,根据系统发育将它们分为6个亚家族,这些基因在染色体上呈不均匀分布,编码309~440个氨基酸,理化性质多样,且在进化过程中具有一定保守性;基因结构和保守基序分析结果显示,PuMDH家族基因多数成员具备UTR结构,其中Motif 1、Motif 2、Motif 4、Motif 7为该家族高度保守基序;通过共线性分析发现,16个安梨PuMDH基因存在5对同源复制基因,部分同源序列保守且功能相近,安梨与拟南芥存在多个同源基因,二者亲缘关系较近;顺式作用元件分析结果表明,其参与生长发育、激素反应、应激反应等多种生物学过程调控;基因表达模式分析结果发现,13个基因直接参与安梨果实生长发育,其中PuMDH3、PuMDH8、PuMDH13、PuMDH14和PuMDH15在安梨主要生长发育时期表达量显著高于生长前期和发育后期,推测它们在安梨果实苹果酸形成过程中起重要调控作用。本研究结果不仅可为安梨果实有机酸代谢的分子机制研究提供理论依据,也为通过基因工程手段调控果实品质改良提供潜在的靶标基因和研究思路。