학술논문
菠萝黑心病发生过程中AcAPXs的表达分析及克隆 / Expression Analysis and Cloning of AcAPXs During the Development of Internal Browning in Pineapple
Document Type
Academic Journal
Author
Source
热带作物学报 / Chinese Journal of Tropical Crops. 44(3):597-606
Subject
Language
Chinese
ISSN
1000-2561
Abstract
菠萝黑心病(internal browning,IB)严重制约菠萝产业发展,该病害的发生主要是过量活性氧(reactive oxygen species,ROS)引起膜损伤,打破质体多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)与液泡内酚类底物原有的区室化划分,使其接触氧化后聚合成醌类物质.抗氧化清除系统能够清除过量ROS,维持机体内ROS的动态平衡.本课题组前期用抗氧化剂抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)处理采后'巴厘'菠萝,能有效延缓黑心病的恶化,然而其作用机理尚不明确.抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX,EC1.1.11.1)是Ⅰ类血红素过氧化物酶,以抗坏血酸作为特定的电子供体,催化过氧化氢转化为水,参与植物的多种发育生理过程和胁迫反应.本研究筛选出 6 个AcAPX基因,对其黑心病发生过程以及AsA处理后的转录水平进行分析,发现AcAPX1基因在贮藏后期极显著响应AsA处理,9 d和 12 d时显著上调表达;相关性分析发现,AsA处理后的菠萝黑心病指数与AcAPX1基因表达水平呈显著正相关.结果表明:AcAPX1显著响应AsA处理,可能在AsA延缓菠萝黑心病中发挥重要作用.为了进一步探究其作用机制,从菠萝果肉中克隆到AcAPX1基因,通过生物信息学分析方法对其理化性质、蛋白结构域等进行分析.结果表明:其开放阅读框长度为 753 bp,编码 250 个氨基酸,蛋白分子量预测为 27.41087 kDa,理论等电点为 5.52,无跨膜螺旋区,属于稳定亲水性蛋白;氨基酸序列比对分析表明,菠萝AcAPX1 与番木瓜、香蕉、椰子、油棕的序列相似性达 85％以上,对AcAPX1基因进行功能结构域分析表明其具有血红素结合位点、K+结合位点及底物结合位点(超家族:cl00196),属于植物过氧化物酶超家族的成员.AcAPX1基因的克隆对于研究其在菠萝中抗氧化能力中的分子机制及黑心病的防治具有重要意义.研究结果为进一步探究菠萝AcAPX1基因参与AsA清除ROS,延缓黑心病恶化的分子机制奠定基础.