热带作物学报

作者：郑玉皎, 常丽丽, 赵永国, 曾长英, 邹智

单位：1.海南大学热带作物学院，海南海口 570228,2.热带作物生物育种全国重点实验室/海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/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,水通道蛋白,质膜内在蛋白,亚细胞定位,表达分析

基金：“崖州湾”菁英人才科技专项(SCKJ-JYRC-2022-66),海南省重点研发项目(ZDYF2024XDNY171),国家自然科学基金项目(31971688)

油莎豆隶属于禾本目莎草科，是一种在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。与其他块根块茎类作物类似，未成熟油莎豆块茎的含水量高达85%，因此，水分平衡对于块茎的发育至关重要。质膜内在蛋白（PIP）是一类定位在细胞膜上具有高效水分转运活性的水通道蛋白，包含PIP1和PIP2两个亚类。本研究基于块茎蛋白组中鉴定到的一个PIP蛋白，采用RT-PCR技术对其编码基因进行克隆，并在此基础上分析其基因结构、序列特征、进化关系、表达特性及蛋白亚细胞定位。结果表明：CePIP1;1含有3个内含子，编码区全长867 bp，编码288个氨基酸，理论分子量为30.76 kDa，等电点为8.82，不稳定系数为32.95，总平均疏水指数为0.384，脂肪族指数为95.28，属于稳定的碱性疏水型蛋白；该蛋白含有保守的MIP结构域，其中包括6个跨膜螺旋、2个半螺旋以及位于半螺旋顶端的NPA基序。序列比对和进化分析显示，CePIP1;1与水稻的PIP1亚类聚在一起，相比于菠菜PIP2;1拥有延伸的N端和较短的C端，符合PIP1亚类的基本特征。在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示，CePIP1;1定位在细胞膜，这与生物信息学预测结果一致。表达分析显示，CePIP1;1在分析的所有组织中均高水平表达，属于组成型表达基因，其在块茎的发育过程中呈现先升后降的钟形趋势，与水分含量趋势基本一致。这些结果为下一步的功能分析及油莎豆遗传改良奠定坚实的基础。

来源：2024年第5期

《热带作物学报》期刊编辑部

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