六倍体普通油茶CoCHS基因家族的全基因组鉴定及表达分析OA

【目的】查尔酮合酶(CHS)是黄酮类化合物合成的关键酶,本研究旨在通过鉴定六倍体普通油茶CHS基因家族并进行表达分析和互作蛋白预测,为解析CHS调控油茶黄酮合成的分子机制提供理论依据。【方法】在六倍体普通油茶‘长林40号’基因组数据中鉴定CoCHS基因,对其基因家族进行理化性质、系统进化、基因结构、启动子顺式作用元件、共线性、组织表达等分析,并通过AlphaFold3预测与CoCHS互作的转录因子。【结果】(1)在六倍体普通油茶中鉴定到45个CoCHS基因,CoCHS蛋白主要聚类为CHS亚家族和CHS-like亚家族两大类;CHS亚家族均含有PLN03173保守结构域,CHS-like亚家族均含有PLN03169保守结构域。(2)顺式作用元件分析表明油茶CoCHS基因启动子区含有大量与植物生长发育、植物激素响应及逆境胁迫响应相关的元件,推测油茶CoCHS基因家族受到植物激素的调控,且在植物的胁迫响应和生长发育过程中发挥着重要作用。(3)共线性分析表明片段重复是基因家族扩张的主要驱动力,且CoCHS基因家族的共线性均存在于同一亚家族之间。种间共线性分析表明四倍体油茶和六倍体普通油茶的共线性基因对最多。(4)转录组分析表明,CoCHS基因在不同组织和不同发育时期的胚中均有表达,CoCHS16、CoCHS17、CoCHS18、CoCHS19、CoCHS20和CoCHS21在种仁发育中后期表达量相对较高,推测其可能在油茶种仁黄酮的合成调控过程中扮演着重要角色。(5)对种仁中后期优势表达的CoCHS16蛋白构建CoCHS16-MYB转录因子蛋白复合物模型,筛选到5个潜在的MYB互作转录因子。【结论】普通油茶的45个CoCHS蛋白在进化上相对保守,其成员在黄酮合成及相关逆境响应中可能发挥不同作用。该研究为解析油茶黄酮合成的分子机制提供了核心靶点,也为通过分子育种定向改良油茶品质奠定了理论基础。