园艺学报 ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (8): 2289-2305.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2025-0351
• 遗传育种 · 种质资源 · 分子生物学 • 上一篇 下一篇
收稿日期:2025-12-25
修回日期:2026-03-12
出版日期:2026-08-25
发布日期:2026-08-25
通讯作者:
基金资助:
WANG Meng, ZHENG Xiaomei, LIU Lu, ZANG Qiaolu*(
)
Received:2025-12-25
Revised:2026-03-12
Published:2026-08-25
Online:2026-08-25
摘要:
海藻糖-6-磷酸磷酸酶(trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP)是催化海藻糖生物合成的关键酶,在植物生长发育和逆境响应中发挥重要作用。利用生物信息方法对辣椒CaTPP基因家族成员进行鉴定,并对其染色体定位、理化性质等进行了分析;利用转录组数据及qRT-PCR技术,检测了CaTPP基因在不同组织、不同植物生长调节剂处理及不同逆境胁迫下的表达模式。结果共鉴定出8个CaTPP基因家族成员。理化性质分析表明,CaTPP蛋白的分子量为26.33 ~ 43.12 kD,均为亲水性蛋白,其中半数成员属于碱性蛋白。亚细胞定位预测显示,大部分CaTPP蛋白位于叶绿体或液泡。系统进化分析将CaTPP家族成员分为3组,所有成员均含有完整的TPP(Trehalose_PPase)结构域;同一分组的家族成员间存在相似的保守基序和基因结构。CaTPP基因的启动子区域含有多种光响应、激素响应和非生物胁迫响应等顺式作用元件。共线性分析发现,辣椒中有1对CaTPP基因存在片段重复;辣椒与拟南芥和番茄的TPP家族分别存在1对和6对同源基因。转录组和qRT-PCR分析表明,CaTPP基因的表达模式存在组织特异性,并受不同生长调节剂及逆境胁迫诱导。CaTPP1和CaTPP6在多种逆境下的表达变化显著,推测其可能在辣椒抗逆过程中发挥关键作用。
王梦, 郑晓美, 柳璐, 臧巧路. 辣椒TPP基因家族鉴定及其在逆境响应中的表达分析[J]. 园艺学报, 2026, 53(8): 2289-2305.
WANG Meng, ZHENG Xiaomei, LIU Lu, ZANG Qiaolu. Identification and Expression Analysis of the TPP Gene Family Under Stress Response in Pepper(Capsicum annuum L.)[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2026, 53(8): 2289-2305.
| 基因名称 Gene name | 上游引物(5'-3') Forward primer | 下游引物(5'-3') Reverse primer |
|---|---|---|
| CaUBI3 | TTGGCAAGCAACAATCAT | GCAGATGGACAGCAGGAC |
| CaTPP1 | GAGATGAGGGAAGCAGTG | CTTTAGCAGGTTGGCAGA |
| CaTPP2 | TTGAAATGACTGGTGGTC | ACAATGGGAGAAAGGGTG |
| CaTPP4 | GGCTGGCTAAGACTCAAA | GCTAAGTGCTGAAGGGTG |
| CaTPP5 | GGGAGAAGTCGTGATAAG | CGATAGTGAACGGAAACA |
| CaTPP6 | TTGGATTATGATGGCACTT | CTCTTTCGCAGGTTGGTA |
表1 用于辣椒CaTPP基因家族表达分析的qRT-PCR引物
Table 1 qRT-PCR primers for CaTPP gene family
| 基因名称 Gene name | 上游引物(5'-3') Forward primer | 下游引物(5'-3') Reverse primer |
|---|---|---|
| CaUBI3 | TTGGCAAGCAACAATCAT | GCAGATGGACAGCAGGAC |
| CaTPP1 | GAGATGAGGGAAGCAGTG | CTTTAGCAGGTTGGCAGA |
| CaTPP2 | TTGAAATGACTGGTGGTC | ACAATGGGAGAAAGGGTG |
| CaTPP4 | GGCTGGCTAAGACTCAAA | GCTAAGTGCTGAAGGGTG |
| CaTPP5 | GGGAGAAGTCGTGATAAG | CGATAGTGAACGGAAACA |
| CaTPP6 | TTGGATTATGATGGCACTT | CTCTTTCGCAGGTTGGTA |
| 基因名称 Gene name | 基因ID Gene ID | 氨基酸数量 No. amino acids | 分子量/ kD Molecular weight | 等电点 Isoelectric point | 平均疏水指数 Average hydropathicity value | 亚细胞定位 Subcellular location |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CaTPP1 | Capana00g001331 | 366 | 41.49 | 9.47 | -0.44 | 液泡Vacuole |
| CaTPP2 | Capana00g004258 | 375 | 42.40 | 9.14 | -0.35 | 叶绿体/液泡Chloroplast/vacuole |
| CaTPP3 | Capana01g000524 | 382 | 43.12 | 8.03 | -0.37 | 液泡Vacuole |
| CaTPP4 | Capana03g002047 | 347 | 38.74 | 6.12 | -0.31 | 过氧化物酶体/液泡Peroxisome/vacuole |
| CaTPP5 | Capana03g002554 | 384 | 42.92 | 6.56 | -0.31 | 叶绿体/液泡Chloroplast/vacuole |
| CaTPP6 | Capana04g000072 | 232 | 26.33 | 6.24 | -0.28 | 液泡Vacuole |
| CaTPP7 | Capana06g001686 | 352 | 39.84 | 5.60 | -0.38 | 叶绿体/液泡Chloroplast/vacuole |
| CaTPP8 | Capana12g001588 | 358 | 40.21 | 9.19 | -0.25 | 叶绿体/液泡Chloroplast/vacuole |
表2 辣椒CaTPP家族基因的理化性质
Table 2 Physicochemical properties of CaTPP family genes
| 基因名称 Gene name | 基因ID Gene ID | 氨基酸数量 No. amino acids | 分子量/ kD Molecular weight | 等电点 Isoelectric point | 平均疏水指数 Average hydropathicity value | 亚细胞定位 Subcellular location |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CaTPP1 | Capana00g001331 | 366 | 41.49 | 9.47 | -0.44 | 液泡Vacuole |
| CaTPP2 | Capana00g004258 | 375 | 42.40 | 9.14 | -0.35 | 叶绿体/液泡Chloroplast/vacuole |
| CaTPP3 | Capana01g000524 | 382 | 43.12 | 8.03 | -0.37 | 液泡Vacuole |
| CaTPP4 | Capana03g002047 | 347 | 38.74 | 6.12 | -0.31 | 过氧化物酶体/液泡Peroxisome/vacuole |
| CaTPP5 | Capana03g002554 | 384 | 42.92 | 6.56 | -0.31 | 叶绿体/液泡Chloroplast/vacuole |
| CaTPP6 | Capana04g000072 | 232 | 26.33 | 6.24 | -0.28 | 液泡Vacuole |
| CaTPP7 | Capana06g001686 | 352 | 39.84 | 5.60 | -0.38 | 叶绿体/液泡Chloroplast/vacuole |
| CaTPP8 | Capana12g001588 | 358 | 40.21 | 9.19 | -0.25 | 叶绿体/液泡Chloroplast/vacuole |
图5 CaTPP基因在辣椒基因组中的共线性分析 红线表示TPP家族基因的共线关系,灰线代表基因组间的共线关系
Fig. 5 Collinear analysis of CaTPP genes in pepper genome The red lines represent the collinear relationships of the TPP family genes,and the gray lines represent the collinear relationships between the genomes
图6 辣椒与拟南芥、番茄TPP家族基因间的共线性关系 红线表示TPP家族基因的共线关系,灰线代表基因组间的共线关系
Fig. 6 The collinearity relationship among the TPP family genes of Capsicum annuum,Arabidopsis thaliana,and Solanum lycopersicum The red lines represnt the collinear relationships of the TPP family genes,and the gray lines represent the collinear relationships between the genomes
图7 辣椒CaTPP基因在不同组织(A)、植物生长调节剂处理(B)及非生物胁迫(C)下的表达分析 L1 ~ L9:新叶出现后2、5、10、15、20、25、30、40、50 d的叶片样本;F1 ~ F9:不同大小的花蕾样本:0.25、0.25、0.35、0.50、0.70、0.80、1.00、1.20、1.45、1.70 cm
Fig. 7 Expression analysis of the CaTPP gene in peppers under different tissues(A),plant growth regulator treatments(B),and abiotic stresses(C) L1-L9:Leaf samples at 2,5,10,15,20,25,30,40,and 50 days after the appearance of new leaves;F1-F9:Sampled flower buds of different size of 0.25,0.35,0.50,0.70,0.80,1.00,1.20,1.45 and 1.70 cm
图8 辣椒CaTPP基因在不同组织中的表达 误差线表示标准差,不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。下同
Fig. 8 Expression of CaTPP genes of pepper in different tissues The error line represents the standard deviation,and different lowercase letters indicate significant differences (P < 0.05). The same below
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