荔枝DA1同源基因的克隆及生物信息學分析

王 弋，董 晨，魏永贊，鄭雪文，李偉才

(中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所，農業部熱帶果樹生物學重點實驗室，廣東 湛江 524091)

【研究意義】荔枝起源于我國，是嶺南地區的特色水果，因其甜美的風味和豐富的營養深受消費者的歡迎。但是大部分荔枝品種果核大，影響食用口感及商品價值。‘妃子笑’是目前產量最大的荔枝品種，具有果大核小的優點，因此對‘妃子笑’果核發育相關的基因進行分析，有助于理解荔枝果核發育的分子機制，為今后利用生物技術定向改良果核性狀提供基因資源。【前人的研究進展】利用分子生物學及遺傳學的方法，科學家已在擬南芥和水稻等植物中鑒定了多個調控種子大小的基因如DA1，GS3，GW7，DEP1等[1-4]。其中DA1是一個重要的種子大小調控基因，該基因編碼一泛素受體。擬南芥中的研究發現，該基因突變后種子和器官大小顯著增加，細胞學觀察結果發現DA1通過抑制珠被細胞的增殖控制種子大小[5]。蛋白序列分析表明，DA1蛋白具有兩個泛素受體典型的ubiquitin interaction motifs (UIM)和一個single zinc-binding(LIM)結構域。生化實驗表明，DA1蛋白與E3連接酶DA2存在直接的蛋白互作，推測DA1通過DA2識別并降解特異底物。此外，DA1與UBP15也存在直接的相互作用，并且通過影響其蛋白穩定性調控種子大小[5]。DA1不僅影響種子大小，調控該基因的表達水平還能夠提高作物產量。在油菜中，下調DA1同源基因BnDA1的表達能夠顯著增加種子大小，提高種子產量及生物量[6]；而在玉米中，通過上調突變形式DA1的表達水平也可增加產量并增強淀粉的合成[7]。……