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香蕉Fibrillin家族全基因组鉴定及其在中热1号中的表达分析OA

Genome-wide Identification of the Fibrillin Family and Its Expression Analysis in'Zhongre 1'Bananas

中文摘要英文摘要

Fibrillin(FBN)是一类广泛存在于植物中的质体脂质相关蛋白,其作为质体小球形成的结构蛋白,是大量类胡萝卜素积累的必要成分.为探究 MaFBN 基因家族在香蕉类胡萝卜素积累中的作用,对 MaFBNs 家族进行了理化性质、系统进化、基因复制事件、启动子顺式作用元件等分析,并对 MaFBNs 家族成员在中热 1 号香蕉不同成熟度及不同组织中的表达特征进行分析.结果表明:在香蕉 A 基因组中共鉴定出 13 个 MaFBNs 成员,不均衡地分布在 9 条染色体上,其编码蛋白质都含有 PAP 保守结构域.理化性质分析显示,这些蛋白的氨基酸长度为 217(MaFBN10)~667(MaFBN6),分子量为 23.69~74.61 kDa,理论等电点为 5.15~9.65,不稳定系数在 28.32~62.75,且均为亲水性蛋白.亚细胞定位预测表明,所有成员均位于叶绿体,其中,MaFBN2 还定位于细胞核,MaFBN6 则分布在 3 个位置,分别是叶绿体、细胞质和细胞核中.系统发育分析显示,MaFBNs 家族可分为 11 个亚群;其启动子序列主要含有光响应、干旱诱导、低温应答、激素响应和防御应激等顺式作用元件.在基因表达特征方面,MaFBN8 表现为强花组织特异性表达,花中表达量显著高于根、茎、叶、果实;在不同成熟度果实中,MaFBN12 在采收期时表达量较高,乙烯生物合成启动期显著升高至峰值,乙烯生物合成高峰期略有下降但仍维持在较高水平,表明其表达趋势与果实类胡萝卜素含量变化一致,MaFBN12 可能是调控香蕉果实色泽形成与类胡萝卜素积累的关键基因.

Fibrillin(FBN)is a type of plastid lipid-associated protein widely found in plants.As structural proteins for plastoglobuli formation,FBNs are indispensable for massive carotenoid accumulation.To explore the role of the MaFBN gene family in banana carotenoid accumulation,this study analyzed their physicochemical properties,phylogenetic evolution,gene duplication events,and promoter cis-acting elements.The expression patterns of MaFBN members were also analyzed in dif-ferent tissues and fruits at various maturity stages of'Zhongre 1'banana.A total of 13 MaFBN members were identified from the banana genome,which were unevenly distributed on nine chromosomes.All encoded proteins contained the conserved PAP domain.Physicochemical analysis showed that the amino acid length ranged from 217(MaFBN10)to 667(MaFBN6),the molecular weights ranged from 23.69-74.61 kDa,the theoretical isoelectric point ranged from 5.15-9.65,the instability index ranged from 28.32-62.75,and all proteins were hydrophilic.Subcellular localization prediction indicated that all members localized to chloroplasts.MaFBN2 was also detected in the nucleus,while MaFBN6 was distributed in three sites:the chloro-plast,cytoplasm,and nucleus.Phylogenetic analysis divided the MaFBN family into 11 subgroups.Promoter sequences har-bored cis-elements related to light response,drought induction,low temperature response,hormone response,and defense stress.MaFBN8 showed strong flower-specific expression,with significantly higher transcript abundance in flowers than in roots,stems,leaves,and fruits.In fruits of different maturities,MaFBN12 expression was relatively high at the harvest stage,rose sharply to a peak at the initiation stage of ethylene biosynthesis,and declined slightly but remained at a high level at the vigorous ethylene synthesis stage.Its expression trend was consistent with fruit carotenoid content variation.It is inferred that MaFBN12 acts as a key gene regulating banana fruit color formation and carotenoid accumulation.

付育;郑云柯;张建斌;王艳红;刘菊华

黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院 黑龙江 大庆 163319||热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院三亚研究院 海南 三亚 572024热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院三亚研究院 海南 三亚 572024||中国热带农业科学院热带生物技术研究所 海南 海口 571101热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院三亚研究院 海南 三亚 572024||中国热带农业科学院热带生物技术研究所 海南 海口 571101黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院 黑龙江 大庆 163319热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院三亚研究院 海南 三亚 572024||中国热带农业科学院热带生物技术研究所 海南 海口 571101

农业科技

香蕉FBN基因基因表达类胡萝卜素

bananaFBN genegene expressioncarotenoids

《热带农业科学》 2026 (7)

49-60,12

海南省青年基金(No.324QN319)国家香蕉产业技术体系品种改良岗位科学家专项(No.CARS-31-03).

10.12008/j.issn.1009-2196.2026.07.006

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