热带作物学报

作者：赵雪婷, 赵婷婷, 冯翠莲, 高利燕, 林继山, 冯小艳, 王文治, 沈林波, 张树珍, 王俊刚

单位：1.热带作物生物育种全国重点实验室/农业农村部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室/海南热带农业资源研究院/海南省热带农业生物资源保护与利用重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南海口 571101,2.中国热带农业科学院三亚研究院，海南三亚 572024

关键词：甘蔗,磷酸丙糖/磷酸转运蛋白（TPT）,亚细胞定位,干旱胁迫,表达分析

基金：海南省基础与应用基础研究计划（自然科学领域）高层次人才项目(320RC711),国家重点研发计划项目(2022YFD2301102),三亚市科技创新专项(2022KJCX17)

磷酸丙糖/磷酸转运蛋白（triose-phosphate/phosphate translocator, TPT）是一种磷酸丙糖转运蛋白，在植物碳代谢途径以及非生物胁迫中发挥重要作用。蔗糖具有广泛的食用价值和重要的经济价值，甘蔗是制糖的主要原料，蔗糖占中国产糖量的80%以上，因此实现甘蔗高产高抗目标至关重要。本研究以甘蔗品种新台糖22号（ROC22）为材料，克隆获得甘蔗磷酸丙糖/磷酸转运蛋白基因ShTPT，利用生物信息学方法对ShTPT进行蛋白理化性质、保守结构域、跨膜结构预测和蛋白序列比对。 结果显示：ShTPT基因CDS全长1221 bp，编码406个氨基酸，蛋白分子量为43.63 kDa，等电点（pI）为9.80，富含丙氨酸、亮氨酸，不稳定系数为42.51，亲水系数为0.583，是一种不稳定的疏水性蛋白；ShTPT蛋白不含信号肽并具有9个跨膜结构域；保守结构域预测显示ShTPT含有1个TPT结构域，符合TPT家族特征；进化分析结果显示，ShTPT与高粱SbTPT（XP_002454867.1）、玉米ZmTPT（NP_001105497.1）聚在一起，同源性分别为97.04%和94.13%。进一步对ShTPT进行亚细胞定位分析发现ShTPT定位在叶绿体。甘蔗组织表达模式分析表明，ShTPT主要在叶片中表达，在根部和茎中的表达量极低。在PEG模拟的干旱胁迫条件下ShTPT的表达量表现出升-降-升的趋势，表明其响应干旱胁迫。该研究结果表明ShTPT是一个定位于叶绿体的跨膜转运蛋白，可能参与甘蔗叶片中的原初碳代谢化合物的转运，响应干旱胁迫。本研究初步确定甘蔗ShTPT基因在叶片中碳同化物的转运和非生物胁迫方面发挥重要作用，为进一步研究其功能提供理论依据。

来源：2024年第11期

《热带作物学报》期刊编辑部

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