马铃薯MDH基因家族的全基因组鉴定及表达分析

　　

摘要： 苹果酸脱氢酶(MDH；EC1.1.1.37)广泛存在于植物中，能利用还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸或还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸催化苹果酸与草酰乙酸之间的转化，参与三羧酸循环过程，同时参与调控植物的生长发育及逆境响应等多种生理过程。本研究采用生物信息学方法，在马铃薯基因组中鉴定出8个MDH家族成员，依据染色体位置被命名为StMDH1~StMDH8，并进一步将其划分为5个亚家族。理化性质分析显示，StMDHs编码蛋白的分子量介于30.11~43.85 kD之间，等电点范围为5.91~9.00；亚细胞定位预测表明，这些蛋白主要分布于叶绿体和线粒体中。基因结构分析发现，同一亚家族成员具有相似的外显子数目和保守的Motif组成。基于公开转录组数据的表达谱分析显示，多数StMDHs基因对非生物胁迫及激素处理均有响应，其中StMDH2对盐胁迫表现出最为显著的诱导表达模式。进一步通过酿酒酵母异源表达体系验证，StMDH2的过表达能够显著提高酵母细胞的耐盐性。本研究丰富了马铃薯MDH基因家族的理论认知，为马铃薯抗逆分子育种提供了潜在的基因资源和候选靶点。