热带作物学报

作者：邹智, 郑玉皎

单位：热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/中国热带农业科学院三亚研究院，海南海口 571101

关键词：油料作物,虎坚果,块茎,液泡膜内在蛋白,亚细胞定位,表达模式

基金：海南省重点研发计划项目(ZDYF2024XDNY171),国家自然科学基金项目(32460342),国家自然科学基金项目(31971688)

液泡膜内在蛋白（tonoplast intrinsic protein, TIP）是调控植物细胞内水分平衡的主要水通道蛋白类型，其根据进化关系可分为TIP1~TIP5等5个亚类。本研究基于前期获得的油莎豆全长转录组对1个块茎高水平表达的TIP基因（命名为CeTIP4;1）进行克隆和鉴定。序列分析显示，该基因含有2个保守的内含子，编码区全长753 bp，预测编码250个氨基酸，理论分子量为25.57 kDa、等电点（pI）为6.02、总平均疏水指数（GRAVY）为0.884，属于典型的酸性疏水型蛋白；该蛋白含有1个保守的MIP（major intrinsic protein）结构域，且具有已结晶AtTIP2;1类似的结构特征。进化分析显示，CeTIP4;1与AtTIP4;1、OsTIP4;1、OsTIP4;2和OsTIP4;3聚在一起，序列相似性为69.62%~82.94%，支持其划归为TIP4亚类。本研究在基因克隆的基础上进一步构建了其亚细胞定位载体pNC-Cam1304-CeTIP4;1。在烟草叶片中的瞬时过表达和共聚焦显微镜观察显示，CeTIP4;1定位在细胞膜。进一步的表达分析显示，CeTIP4;1具有明显的组织特异性，主要在块茎、根、匍匐茎和芽尖中表达；在起始期、膨大中期、膨大晚期和成熟期等4个典型的块茎发育时期中，CeTIP4;1基因的表达呈现先升后降的趋势，峰值出现在膨大中期，最低的是成熟期，与含水量趋势基本一致。本研究结果为深入解析油莎豆块茎的水分平衡机制奠定坚实的基础。

来源：2024年第9期

《热带作物学报》期刊编辑部

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