葡萄APX基因家族的鉴定与表达分析

摘要：【目的】当植物遭受土壤盐碱、干旱和低温等非生物逆境胁迫时，其体内产生大量活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)，影响植物正常生长发育甚至死亡。抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate Peroxidase, APX)能够有效清除逆境胁 迫下产生的ROS，从而保护植物免受损害。本研究旨在葡萄全基因组中鉴定出APX基因家族成员，并探究其在非生 物胁迫下的表达情况，为后续葡萄抗逆基因的挖掘和功能研究提供理论依据。【方法】以生长30 d的葡萄‘黑比诺’试管 苗为材料，通过生物信息学方法分析该基因家族的理化性质、系统进化、启动子顺式作用元件分布、基因芯片表达情 况，利用qRT-PCR分析该基因家族成员在不同逆境胁迫下表达情况。【结果】葡萄APX基因家族具有7个成员，其氨基 酸数目分布在104~421，等电点(Isoelectric Point, pI)介于5.75~8.77。系统进化分析发现，葡萄VvAPX与水稻OsAPX同 源性较高，拟南芥AtAPX次之。蛋白质二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主。亚细胞定位预测发现，VvAPX基因在叶 绿体、线粒体和细胞质中表达较高。VvAPXs基因均含有A活性位点、H结合位点以及motif1保守基序。顺式作用元 件分析结果发现，VvAPXs基因家族所有成员中均含有干旱胁迫应答元件(MYB)和抗旱元件识别位点(MYC)。基因芯 片表达图谱显示，在高盐、PEG、低温处理条件下，与CK3相比7个基因均上调表达，其中VvAPX04较明显。qRT-PCR 结果表明，VvAPX04在200 mmol·L-1 NaCl处理下与对照相比显著性上调，是对照的14.5倍，在10% PEG处理下的表达 量是对照的1.5倍。VvAPX05在10% PEG处理下与对照相比显著性上调，是对照的1.5倍。【结论】初步鉴定并提供了 葡萄APX基因家族成员信息，预测了所具有的部分功能，为进一步研究葡萄APX基因参与非生物逆境胁迫的机制提 供参考。