黄瓜叶绿素降解关键酶基因CsPAO的克隆与分析

该研究以黄瓜“津春2号”cDNA为模板,采用RT PCR方法克隆得到黄瓜叶绿素降解关键酶(pheophorbide a oxygenase,PAO)基因(CsPAO),对其进行亚细胞定位观察,并采用实时荧光定量PCR技术和生物信息学技术,分析了CsPAO基因的表达模式及其编码蛋白的特性。结果表明：(1)CsPAO编码545个氨基酸,理论等电点为6.09,蛋白相对分子质量为61.02 kD。蛋白预测发现,黄瓜CsPAO属于不稳定蛋白,具有2个蛋白结合位点,且存在跨膜现象。(2)荧光定量PCR结果表明,CsPAO基因表达响应水杨酸(SA)、茉莉酸 (JA)和赤霉素(GA₃)的调控,在高温(42 ℃)和低温(4 ℃)处理下CsPAO基因的表达量显著上升并达到最高,但黑暗处理对CsPAO基因表达没有影响;在黄瓜不同组织中花的表达显著高于根、茎、叶、萼、须、果。(3)亚细胞定位结果表明,CsPAO蛋白定位于叶绿体内。(4)系统进化树分析显示,黄瓜CsPAO与葫芦科植物苦瓜、西葫芦、南瓜、笋瓜等亲缘关系较近。本研究结果为进一步揭示黄瓜叶绿素降解的分子机制奠定了基础。