甜樱桃PP2C家族全基因组鉴定与表达分析

蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2C, PP2C)作为ABA信号通路关键调控因子,在植物生长、激素传导和逆境响应中起重要作用。鉴定和分析甜樱桃PP2C基因家族对不同非生物胁迫的响应,以探究甜樱桃中该家族成员的抗逆功能。于蔷薇科基因组数据库 (https://www. rosaceae. org/)中下载甜樱桃全基因组文件,利用生物信息学研究其蛋白理化性质、亲缘关系、基因结构、染色体定位和共线性、启动子顺式元件等。以樱桃吉塞拉7号试管苗为材料,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行表达模式分析。甜樱桃PP2C家族中共鉴定出76个成员,其蛋白质序列长度介于125~1 580个氨基酸之间,理论等电点(pI)在4.57~9.40,72%成员为酸性蛋白。染色体定位表明它们不均匀地分布在所有染色体上,包括14对共线性基因,可分为12个亚家族。亚细胞定位预测显示该家族成员主要分布于细胞核中。顺式作用元件分析表明,76个PaPP2C基因上游2 000 bp启动子区域均含有响应激素、光和环境胁迫的元件。挑选10个基因进行qRT-PCR分析发现,PaPP2C23、PaPP2C47、PaPP2C48、PaPP2C49这4个基因在干旱(PEG)、氯化钠(NaCl)和脱落酸(ABA)胁迫下均显著上调,推测以上基因可以通过依赖脱落酸调控干旱和氯化钠胁迫;在低温(LT)条件下,PaPP2C71、PaPP2C5、PaPP2C49、PaPP2C23、PaPP2C59、PaPP2C69、PaPP2C60基因显著下调,表明它们可能在低温胁迫中起负调控作用。甜樱桃PP2C家族基因成员可在干旱、氯化钠、低温以及脱落酸等非生物逆境中发挥作用。