全基因组范围鉴定黑胡椒四跨膜蛋白基因及其在胁迫反应中潜在作用的表征

《Scientific Reports》：Genome-wide identification and characterization of Tetraspanin (TET) genes reveals their potential involvement in stress responses in Piper nigrum

　　四跨膜蛋白（Tetraspanins）是一类整合膜蛋白，已知参与细胞信号传导、膜组织和植物胁迫响应。本研究对黑胡椒（Piper nigrum L.）的四跨膜蛋白基因家族进行了全基因组分析。共鉴定出12个P. nigrum四跨膜蛋白（PnTETs）基因候选者，分为6个组，分别为TET1、TET2、TET3、TET6、TET8和TET10。基因长度范围为917至5154 bp，编码序列为798–1491 bp，编码265–496个氨基酸的蛋白质。预测的PnTET蛋白质主要为碱性蛋白，分子量在29.3至53.5 kDa之间，具有保守的结构特征，包括四个跨膜结构域、富含半胱氨酸的胞外环和特征性基序。PnTET基因的启动子分析揭示了多种参与环境信号和发育过程的激素、胁迫和光响应顺式元件。在Panniyur-1品种中，对选定基因PnTET3.1、PnTET8.1和PnTET10的表达谱分析表明，在辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici）感染和干旱条件下表现出不同的基因特异性响应。PnTET3.1在两种胁迫条件下均表现出强烈且持续的诱导，表明其在胁迫信号传导中具有潜在作用；PnTET8.1表现出中度上调，尤其在病原菌感染条件下更为明显，表明其可能与防御反应相关；PnTET10显示出早期诱导，表明其在初始胁迫感知中的作用。此外，PnTET8、PnTET3和PnTET10在干旱胁迫下均发生上调。序列特征分析和系统发育分析表明，PnTET基因保留了保守的结构特征，并与其他木兰类植物的四跨膜蛋白具有进化关系，支持了该基因家族的进化保守性。总之，本研究为了解P. nigrum中四跨膜蛋白基因的结构、进化及胁迫响应功能提供了新见解，为未来开展以培育耐逆品种为目标的机能研究奠定了基础。