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园艺论文_龙眼褪黑素合成途径SNAT、ASMT和COMT

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文章摘要:褪黑素是一种吲哚胺激素，广泛参与植物生长发育过程及胁迫响应。本研究基于第3代龙眼（Dimocarpus longan Lour.）基因组及转录组数据库，对褪黑素合成路径上可能的限速基因SNAT（serotonin N-acetyltransferase）、ASMT（N-acetylserotonin methyltransferase）和COMT（caffeic acid O-methyltransferase）进行基因家族成员鉴定，利用实时荧光定量PCR技术研究其在龙眼体胚早期的表达谱，并研究外源IAA、GA₃、MeJA、SA和ABA对龙眼胚性愈伤组织中褪黑素含量的影响，以及褪黑素合成途径相关基因的表达模式。结果显示：龙眼SNAT（DlSNAT）、ASMT（DlASMT）和COMT（DlCOMT）基因家族分别含有2、18和7个成员，蛋白质结构域保守，相同家族的成员之间保守基序相差极小，DlASMT和DlCOMT家族成员具有高度相似性。基于氨基酸序列进行系统进化树分析，龙眼、拟南芥、水稻、小麦、番茄、辣椒和卷柏的SNAT家族可分为3个亚组；ASMT和COMT家族具有高度同源性，共同建树并分为3个亚组。DlSNAT、DlASMT和DlCOMT家族成员的启动子中含有大量响应生长素、赤霉素、茉莉酸甲酯、水杨酸和脱落酸的顺式作用元件。表达谱分析显示，DlASMT和DlCOMT家族成员主要在龙眼不完全胚性紧实结构和球形胚阶段高表达，DlSNAT1和DlSNAT2在龙眼体胚发生早期始终处于高水平表达。用0.1mmol·L^-1外源IAA处理龙眼胚性愈伤组织，内源褪黑素含量在24 h内显著降低，GA₃、MeJA、SA和ABA处理则显著提高了褪黑素含量；同时DlSNAT、DlASMT、DlCOMT家族成员表达变化显示，内源褪黑素含量变化趋势和DlSNAT基因表达变化基本一致。综上，DlSNAT、DlASMT和DlCOMT可能通过影响内源褪黑素的合成参与调控了龙眼早期体胚发生。

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项目基金:《植物研究》网址: http://www.zwyjzz.cn/qikandaodu/2021/1214/2146.html