蔷薇科果树 TMT 基因家族生物信息学分析

目的本文旨在对蔷薇科果树液泡膜单糖转运蛋白（TMT）基因家族成员进行鉴定，分析其染色体定位、序列特性、进化关系及在白梨中的表达特征，为蔷薇科果树 TMT 基因功能研究和利用奠定基础。 方法基于苹果、草莓、梅、桃、白梨、西洋梨和黑树莓7个蔷薇科果树物种的全基因组测序结果，应用生物信息学方法进行序列分析，通过RT-qPCR技术分析白梨 TMT 基因在各器官组织中和果实不同发育阶段的表达特性。 结果苹果、草莓、梅、桃、白梨、西洋梨和黑树莓等 TMT 基因家族成员数量分别为5、2、4、4、6、4、2，各物种 TMT 基因不均匀地分布在2~4条染色体上。TMT蛋白结构高度保守，均存在11个α螺旋跨膜结构域，氨基酸序列长度700左右，等电点（pI）为4.79~5.93，最大疏水系数为0.312~0.438，为疏水性蛋白，亚细胞定位预测均位于液泡膜。系统进化分析表明，7个蔷薇科果树物种的 TMT 家族基因明显聚为两组，组Ⅰ中的 TMT 基因可能为其主要的功能基因。 TMT 基因家族经历过2次全基因组复制事件，进化过程中主要受纯化选择作用。定量分析发现，白梨中鉴定的 PbTMT1 、 PbTMT2 、 PbTMT3 在成熟叶中和果实膨大期表达量最高， PbTMT4 的表达量随着果实发育不断增高， PbTMT6 的表达量在成熟叶中最高，而在果实发育后期急剧下降。 结论蔷薇科果树 TMT 基因家族成员高度保守，主要在液泡膜上起重要功能，不仅在果实糖分积累过程中发挥重要作用，还参与了植物发育和抗逆过程。