辣椒U-box E3 泛素连接酶基因家族鉴定与响应低温胁迫的表达分析

 摘 要：在真核生物体内特别是植物中普遍存在一种U-box结构的泛素连接酶，其基因结构高度保守，在非生物胁迫响应过程和植物生长发育中具有重要作用。为了研究U-box基因家族在辣椒中的功能，利用生物信息学分析方法，对辣椒U-box基因家族的理化性质、系统进化、染色体定位、保守基序、基因结构和顺式作用元件等进行鉴定，并对其低温胁迫下的表达水平进行分析。结果表明，在辣椒基因组中共鉴定出52个U-box基因家族成员，分布在12条染色体上，其编码的蛋白质大多呈酸性，并且大部分存在于细胞质和细胞核中。根据进化关系和蛋白质的特性将辣椒的52个CaPUBs基因分为5个亚家族。顺式作用元件分析表明，脱落酸（abscisic acid，ABA）响应相关元件在52个CaPUBs基因启动子中分布最广。此外，低温胁迫下的表达分析显示，在辣椒叶片中共检测到23个CaPUBs基因表达，其中CaPUB8、CaPUB9、CaPUB14、CaPUB18、CaPUB40和CaPUB42在耐低温材料C3低温处理后与处理前表达水平无显著差异，而在低温敏感材料C88低温处理后相较于处理前显著上调表达；CaPUB32和CaPUB49在C3低温处理后相较于处理前下调表达，而在C88处理后相较于处理前上调表达。上述结果表明，辣椒CaPUBs基因可能在辣椒耐寒以及低温响应过程中发挥重要作用。本研究在辣椒中完成了U-box E3泛素连接酶基因家族的全基因组鉴定与系统分析，并揭示了该家族成员在辣椒低温胁迫应答中的潜在功能，为深入解析辣椒抗逆分子机制提供了新的候选基因和理论依据。