热带作物学报

作者：孙也乔, 王珏, 胡丽松, 伍宝朵, 郝朝运, 范睿

单位：1.海南大学热带作物学院，海南海口 570228,2.中国热带农业科学院香料饮料研究所，海南万宁 571533,3.海南省遗传育种与种质资源重点实验室，海南万宁 571533,4.海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室，海南万宁 571533,5.海南省Sim Soonliang院士工作站，海南万宁 571533

关键词：胡椒,PnCAD,基因克隆,生物信息学分析,荧光定量PCR

基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1630142020001)

木质素在植物体中具有运输水分、支撑植株和加强植物体免受侵害等功能，是苯丙烷代谢途径的重要产物之一。其中肉桂醇脱氢酶（cinnamyl alcohol dehydrogenase，CAD）是该途径中重要的限速酶。本研究在胡椒转录组测序的基础上，用RACE法进行克隆，对PnCAD基因全长进行生物信息学分析，并对其蛋白进行理化性质、亚细胞定位和系统进化树等分析；最后运用实时荧光定量PCR进行分析。结果表明：克隆得到CAD基因的全长cDNA，长度为1364 bp，开放阅读框（open reading frame，ORF）为1071 bp，编码356个氨基酸，预测相对分子量为3.879 kDa，等电点为6.27，属于亲水性蛋白；含有3个N-糖基化特征序列和9个磷酸化位点，可能处于细胞质内。结构域分析发现，胡椒CAD蛋白含有NAD(P)结合位点、多个催化锌和结构锌结合位点。系统进化树分析表明，胡椒CAD与细辛CAD6亲缘关系最近，胡椒和细辛的同源性最高为76%，均隶属于比较原始的双子叶植物。通过荧光定量分析发现，黄花胡椒在辣椒疫霉菌侵染下表达量升高，在8 h达到最高值，约为对照的10倍；之后在24 h时出现小幅度升高，约为对照组的6倍，之后下降。‘热引1号’胡椒的表达量在侵染8 h时达到最低，之后缓慢上升。总体来说，所有时间下黄花胡椒基因表达量均高于‘热引1号’胡椒，且差异显著。本研究结果可为今后研究胡椒抗非生物胁迫功能提供参考，为PnCAD基因的功能研究提供理论依据。

来源：2022年第12期

《热带作物学报》期刊编辑部

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