芒果MiPH基因家族鉴定及与有机酸积累的关联性分析OA

有机酸积累是决定芒果风味品质的核心因素,三年芒(Mangifera indica cv.San Nian)因有机酸含量显著高于商业化品种,成为芒果风味改良的理想种质,而MiPH基因家族作为调控有机酸液泡积累的关键单元,其在芒果中的系统研究尚属空白。本研究以三年芒为材料,基于其全基因组测序数据,结合生物信息学与qRT-PCR技术,系统鉴定MiPH基因家族成员,并探究其与有机酸积累的关联性,为解析芒果有机酸转运积累分子机制、开展风味定向改良提供基因靶标与理论依据。研究通过隐马尔可夫模型搜索结合系统发育分析,从三年芒基因组中鉴定出15个MiPH家族成员,其编码蛋白的氨基酸数量为519~521个,理化性质高度保守,均为定位于细胞膜的疏水性稳定蛋白,为跨膜转运功能奠定结构基础。MiPH为PH亚家族,MiPH基因含多个外显子-内含子结构,且有10类高度保守基序,进化特征保守。15个MiPH基因不均匀分布于8条染色体上,存在6对种内共线性基因对及15对与漆树的跨物种共线性基因对,为解析该家族起源演化提供分子依据。启动子序列分析显示,其调控区富含光响应、茉莉酸甲酯、脱落酸等激素响应元件,还有少量胁迫响应元件,表明基因表达受生长发育与环境因子双重调控。转录组与qRT-PCR验证发现,仅MiPH2、MiPH4、MiPH5、MiPH7、MiPH10在芒果果实中有效表达,其中MiPH4、MiPH5、MiPH10在凯特芒果中的表达模式与果实成熟后酸度降低特性相符。而在三年芒采后果实贮藏中,MiPH4和MiPH5转录水平随贮藏时间持续显著上调,与有机酸液泡积累过程高度契合,MiPH2、MiPH7、MiPH10的表达则无清晰时间依赖性规律。本研究解析了三年芒MiPH基因家族的全基因组特征,证实MiPH4和MiPH5是调控其有机酸积累的关键候选基因,填补了芒果MiPH基因家族研究空白,为芒果风味品质改良的分子育种提供重要依据,对解决商品芒果甜酸失衡的产业问题具有重要应用价值。