番茄异胡豆苷合成酶基因的全基因组鉴定和表达分析

摘  要：异胡豆苷合成酶（strictosidine synthetase，STR）作为单萜吲哚类生物碱合成过程的关键酶，对吲哚类生物碱的合成起决定性作用。目前茶树、拟南芥等植物中已有相关研究证明STR 基因在逆境胁迫中发挥重要功能，但在番茄中仍未有研究。为研究番茄中STR 基因的功能，笔者从番茄基因组中鉴定出14 个异胡豆苷合成酶基因（SlSTR1~14），并对其理化性质、基因结构、系统进化及表达模式进行分析。理化分析结果表明，除SlSTR8、9、11、12 和14 为疏水性蛋白外，其余SlSTR 均为亲水性蛋白，亚细胞定位预测显示所有SlSTR 均位于液泡中。亲缘关系分析结果表明，番茄、拟南芥、水稻和茶树中的STR 家族基因不均匀地分布在6 个类群中。顺式作用元件分析表明，SlSTR启动子区含有胁迫和激素响应有关的多种调控元件。基因表达分析结果表明，SlSTR 基因主要在番茄茎、叶和花组织中表达。对番茄苗分别进行干旱与高温处理，结果表明，相较于处理前大部分基因在处理后表达量均显著升高，少数基因如SlSTR1、2、8 在干旱处理后表达量显著降低，SlSTR8、11 和12 在高温处理后表达量显著降低，这表明STR 基因家族在面对不同逆境胁迫时，其表达模式是不同的。