南瓜SWEET蛋白家族的全基因组鉴定与进化分析

SWEET(sugar will eventually be exported transporter)家族是一种新型的糖转运体,该家族基因在碳水化合物运输、发育、环境适应性和寄主-病原相互作用等多个过程中发挥着重要作用。为更好地了解南瓜发育的分子机理,该研究基于已知的南瓜基因组数据库,利用生物信息学方法对中国南瓜SWEET基因(CmSWEET)的系统发育树、基因结构、跨膜结构、保守基序、启动子预测、共线性预测和基因复制等进行综合分析。结果表明:共鉴定到21个CmSWEET基因,通过系统发育分析将21个CmSWEET基因分为4个亚族(I,II,III和IV),分别包含3、5、10和3个基因。此外,通过基因结构、跨膜结构域和保守基序发现CmSWEET在进化过程中是非常保守的。染色体定位结果显示,CmSWEET基因不均匀地分布在21条中国南瓜染色体中的13条染色体上,且在染色体Cm00、Cm01、Cm03、Cm05、Cm07、Cm09、Cm19和Cm20上不存在。启动子顺式作用元件分析显示,CmSWEET基因与植物激素(脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸和生长素)响应有关,也可能参与各种环境胁迫的响应。从系统进化发育树和基因共线性方面揭示了CmSWEET基因与印度南瓜SWEET(CmaSWEET)之间的进化关系。该研究在全基因组水平上系统地鉴定了中国南瓜中SWEET基因家族,为进一步了解中国南瓜和其他葫芦科作物SWEET基因提供了基础,也为进一步的功能分析提供了重要的候选基因。