茄子PLC基因家族鉴定及其对低磷胁迫的响应研究

摘 要： 磷脂酶C（Phospholipase C， PLC）是磷脂代谢中的主要水解酶之一，在植物生长发育和胁迫响应的信号转导过程中起重要作用。本研究从茄子基因组中鉴定出9 个PLC基因，分布在6 条染色体上，可分为两个亚家族，分别命名为SmPI-PLC1～SmPI-PLC6 和SmNPC1～SmNPC3，同亚族的PLC 成员在基因结构和保守结构域上表现出一定的相似性；SmPLC启动子中存在多个响应逆境、光形态建成和激素信号的顺式作用元件；茄子的4 条染色体与拟南芥3 条染色体存在共线性，5 条染色体与番茄4 条染色体存在共线性。茄子组织特性分析表明，SmNPC2 在其种子、根和叶中的表达量均高于茎、花和果实；与处理0 d 相比，随低磷胁迫时间延长，茄子幼苗根中SmNPC2 表达量呈先升高后降低趋势，处理后1 d，其表达量升高3.22 倍，差异显著；添加外源生长素后，其表达量与处理0 d 时无显著差异。综上，本研究从全基因组水平鉴定和分析了茄子PLC基因家族，为深入研究其功能及解析低磷胁迫下的作用机制提供了参考依据。

关键词： 茄子；PLC基因家族；全基因组鉴定；低磷；外源生长素

中图法分类号： S641.1 文献标识码： A 文章编号： 1000-2324（2024）04-0548-09

生物膜是植物感知大量刺激的重要部位，主要由磷脂组成，磷脂作为关键的信号可以响应植物生长发育和各种环境胁迫［1-4］。磷脂酶是介导膜脂重塑的主要酶，能够催化磷脂分解并产生多种可作为第二信使的脂质衍生物［5］。其中，磷脂酶C作为真核生物中的脂质修饰酶，能够催化磷脂水解，被认为是一种重要的脂质水解酶［6］。研究表明，磷脂酶C可以水解磷脂酰肌醇头部的磷酸二酯键产生甘油二酯（diacylglycerol， DAG）和三磷酸肌醇（inositol triphosphate， IP3）［7］，水解产生的DAG 不仅可作为硫脂、磷脂、糖脂生物合成的骨架，还可作为脂质第二信使进行信号转导［8］。根据水解底物的不同，磷脂酶C 可进一步细分为磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C（phosphoinositide-specific PLC， PI-PLC）和非特异性磷脂酶C（phosphatidylcholine-PLC/nonspecificphospholipase C， PC-PLC/NPC）［9-10］。PIPLC是肌醇磷脂信号系统中的关键酶之一，以Ca2+依赖性方式特异性地水解磷酸肌醇。而NPC的活性独立于Ca2+，作用于常见的膜磷脂如磷脂酰胆碱（phosphocholine， PC）和磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine， PE）［11，12］。