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香蕉是一种具有重要经济价值的大型热带草本果树,易受低温等胁迫影响,导致产量及品质降低。香蕉低温胁迫响应机制的研究对香蕉生产和新品种的培育具有重要的意义。研究表明Ran参与了植物胁迫响应,且超表达Ran可提高植物对胁迫的敏感性和抗寒性。本研究对小果野蕉基因组中的Ran家族基因进行分析,以抗寒性较强的三明野生香蕉为材料,开展Ran家族基因克隆与分析,并对其表达的组织特异性及其在低温胁迫下的表达情况进行分析。本研究主要结果如下：1小果野蕉(Musa acuminata) Ran家族基因的全基因组分析从小果野蕉基因组中鉴定出了9个MuRan家族基因成员,并对其染色体分布、基因结构、蛋白理化性质、结构域和系统进化等进行分析。结果表明,MuRan家族基因不均匀的分布在第1、4、5、6号等4条染色体上。MuRan蛋白与其他植物Ran蛋白的氨基酸序列都有很高的同源性,带有GTP水解结构域、RanGAP结合结构域和酸性尾巴等Ran蛋白的典型结构域,与拟南芥AtRan蛋白亲缘关系较近。2三明野生香蕉Ran家族基因克隆及生物信息学分析从三明野生香蕉中分离得到Ran家族基因cDNA序列12条和DNA序列15条。(1)对12条Ran家族基因cDNA序列的分析结果表明,这些cDNA的开放阅读框序列高度同源。MsRan3A-1a、MsRan3A-6a和MsRan3A-5为可变剪接转录本,分别在编码区和3’UTR存在序列缺失。这些cDNA分别编码6个蛋白,包括MsRan3A、MsRan3B、MsRan3C、MsRan3D、 MsRan3A-1a和MsRan3A-6a。对6个蛋白的氨基酸序列进行分析,发现MsRan3A、MsRan3B、 MsRan3C和MsRan3D的理化性质、亚细胞定位、磷酸化位点、二级结构和三级结构较为相似。MsRan3A-1a和MsRan3A-6a的理化性质、亚细胞定位、二级结构和三级结构与MsRan3A、 MsRan3B、MsRan3C和MsRan3D存在显著的差异。序列比对和系统进化分析结果表明Ran蛋白高度保守。MsRan3A、MsRan3B、MsRan3C、MsRan3D和MsRan3A-1a带有GTP水解结构域、RanGAP结合结构域和酸性尾巴等Ran蛋白的典型结构域,而MsRan3A-6a缺乏G盒结构G4和G5。(2)对Ran家族基因DNA序列的分析结果表明,三明野生香蕉Ran家族基因与小果野蕉Ran家族基因高度同源,且具有大量多态性位点。三明野生香蕉中存在大量的Ran家族基因,预示着Ran可能具有重要的作用。3三明野生香蕉Ran家族基因的表达分析三明野生香蕉Ran家族基因表达的组织特异性分析,结果表明MsRan3A-1、MsRan3A-2、MsRan3A-3、MsRan3A-4、MsRan3A-5、MsRan3A-6、MsRan3A-6a、MsRn3B-1、MsRan3B-2、 MsRan3C-1和MsRan3D-1在根、叶片、花序轴、苞片、花、果皮和果肉中均有表达,不同转录本表达模式各异。MsRan3A-1a在不同组织中的表达量极低,难以用实时荧光定量PCR检测。对低温胁迫下三明野生香蕉Ran家族基因表达情况进行分析,结果表明MsRan基因与低温胁迫响应有关,且不同转录本对低温响应的模式不同,MsRan可能与细胞分裂有关。进一步分析SA对三明野生香蕉Ran家族基因表达的影响,发现SA可显著提高MsRan基因的表达,MsRan基因与SA的信号转导有关。