基于转录组的甘蔗PPR基因家族的鉴定及表达分析

本研究基于甘蔗花叶病毒(sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染甘蔗(Saccharum spp.)健康幼嫩叶部转录组数据,运用生物信息学方法在甘蔗基因组中鉴定了 196个甘蔗三角状五肽重复蛋白(sugarcane penta-tricopeptide repeat protein,ScPPR)家族基因,并对该家族成员蛋白的基本理化信息、亚细胞定位、保守基序、系统进化树和转录组表达量等进行分析和RT-qPCR验证.分析结果表明,甘蔗中包含有196个ScPPR基因家族成员,其编码蛋白质含有52～1 293个氨基酸,分子量为5 897～144 174 kDa,理论等电点范围为4.70～10.54;对ScPPR家族成员亚细胞定位预测分析结果表明大多数成员定位于叶绿体和细胞核中;系统进化关系分析表明ScPPR基因家族分为Group Ⅰ和Group Ⅱ;对甘蔗转录组的基因表达分析表明ScPPR2、ScPPR48、ScPPR54、ScPPR58、ScPPR151、ScPPR165、ScPPR168、ScPPR184 的基因表达量有显著差异.利用RT-qPCR实验进行验证,其中ScPPR2、ScPPR54、ScPPR135、ScPPR165在SCMV侵染甘蔗叶片后高表达,而ScPPR23、ScPPR48、ScPPR57表达显著下调,由此推测上述基因在甘蔗抵御甘蔗花叶病毒侵染的过程中发挥重要的生物学作用.本研究结果对ScPPR家族的后续研究及单个PPR基因的研究有一定的参考意义.