热带作物学报

作者：唐湘宁, 王晓彤, 汪路花, 李瑞梅, 姚远, 王亚杰, 郭建春, 刘姣

单位：1.海南大学生命健康学院，海南海口 570228,2.中国热带农业科学院热带生物技术研究所/热带作物生物育种全国重点实验室，海南海口 571101,3.中国热带农业科学院三亚研究院，海南三亚 572025,4.海南大学热带农林学院，海南儋州 571737

关键词：木薯,PG基因家族,表达分析

基金：海南省自然科学基金项目(323MS087),中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1630052024008),现代农业产业技术体系建设专项(CARS-11-HNGJC)

多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase, PG）在果胶的分解过程中起着关键作用，从而导致细胞壁结构的变化，参与植物的生长发育和应对逆境胁迫等多个阶段。尽管PG基因在其他植物中已有研究，但在木薯中尚未见对该基因家族成员鉴定和功能研究的报道。本研究从木薯基因组中鉴定出89个MePGs，编码的氨基酸数量在183~808之间，分子量介于19.75~87.07 kDa之间，理论等电点（pI）在4.64~9.71之间，大部分成员预测定位于细胞膜。染色体定位分析显示MePGs不均匀地分布于17条染色体上。基于进化关系，MePGs被分为A~G共7个亚组，亚组成员基因结构相似，且存在明显的串联重复现象；共线性分析结果表示，相比拟南芥，木薯PG家族基因的亲缘性与橡胶更接近。MePGs启动子区域富含光响应、激素响应与逆境响应元件。MePGs基因具有组织特异性，与木薯生长发育有关。在木薯采后变质过程中，MePGs表现出相似的表达模式，特别是MePG20、MePG21、MePG25、MePG64和MePG72，均呈现先上升后下降的表达趋势，表明这些基因可能在木薯块根采后变质过程中先响应逆境胁迫，高表达以分解果胶，随后随着细胞壁的水解完成而降低表达，这表明PG基因在逆境胁迫中发挥重要作用。综上所述，MePG基因家族成员可能通过片段复制和内含子减少的方式进化，并可能通过感知不同种类的信号而行使不同的功能，从而形成多样化的表达模式。本研究为进一步探索MePGs在木薯块根采后变质机制中的作用提供基础。

来源：2025年第6期

《热带作物学报》期刊编辑部

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