CpEXPA2基因可能作用于番木瓜果实成熟软化过程

据《果树学报》2018年第7期《番木瓜果实软化相关CpEXPA2基因的克隆与表达分析》（作者赵湾湾等）报道，为了克隆一个与番木瓜果实软化相关的扩展蛋白基因，分析其功能，明确其在不同组织器官和不同成熟时期果实的表达模式。采用基于对番木瓜果实转录组学的研究，筛选并克隆了一个与果实软化相关的扩展蛋白基因CpEXPA2。采用同源序列对比和系统进化树分析对该基因进行序列分析；运用生物信息学的方法对该基因编码的蛋白进行结构分析；使用RT-q PCR方法分析CpEXPA2基因在不同组织器官、不同成熟时期果实中的表达量；采用GY-4硬度计测定不同成熟时期番木瓜果实的硬度。

结果表明，CpEXPA2基因的开放阅读框（ORF） 为 780 bp （Gene Bank 登录号为MF662209），编码259个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列具有典型的扩展蛋白保守结构：N端富含8个半胱氨酸、C端富含4个色氨酸和中间1个组氨酸功能域 （His-Phe-Asp，HFD）。同源序列比对分析发现该扩展蛋白与山木瓜（ABF48653.1）、 番 茄 （AAC64201.1）、 草 莓（AAF21101.1）、拟南芥（AAB38073.1）等扩展蛋白氨基酸序列有较高的同源性，分别为66.15%、64.86%、66.80%和65.00%。进化树分析表明，CpEXPA2 蛋白与拟南芥 At EXPA6（U30480）、At EXPA16（NM115407）关系最近。 CpEXPA2 在不同组织器官中的表达量依次为成熟果实＞叶＞花＞茎＞根；在不同发育时期的果实中，CpEXPA2在果皮的表达量相对高于果肉，且随着果实成熟软化程度提高，其表达量也相应提高。番木瓜果实的硬度随着果实的成熟呈逐渐下降趋势，在破色期开始硬度急剧下降，果实迅速软化。综上所述，Cp EXPA2基因的扩展蛋白家族高度保守，且该基因编码的蛋白与山木瓜、番茄、草莓、拟南芥等扩展蛋白的氨基酸序列有较高的同源性。系统进化树分析发现，番木瓜CpEXPA2与拟南芥At EXPA6和At EXPA16亲缘关系较近。CpEXPA2受乙烯诱导，且与果实发育进程有关，推测该基因可能在番木瓜果实成熟软化过程中发挥着重要的作用。

（王世明/摘录）