热带作物学报

作者：邹智, 乔雪莹, 郑玉皎, 阳江华

单位：1.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/三亚研究院，海南海口 571101,2.中国热带农业科学院橡胶研究所，海南海口 571101

关键词：乳管,水通道蛋白,亚细胞定位,双分子荧光互补,酵母双杂交

基金：国家自然科学基金项目(31971688),国家自然科学基金项目(31700580),海南省自然科学基金项目(320RC705)

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白，其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成，并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分，其含水量高达70%，水分通过调节胶乳的粘稠度和乳管膨压进而影响橡胶树的产排胶能力，是决定胶乳产量的关键因素。前期研究显示，橡胶树乳管的水分平衡主要由质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic protein, PIP）特别是HbPIP2;3介导。为揭示HbPIP2;3调控乳管水分平衡的分子机制，本研究采用RT-PCR技术对其861 bp的编码区进行分离。序列分析显示：HbPIP2;3预测编码286个氨基酸，理论分子量为30.58 kDa，等电点为8.50，不稳定系数为31.68，总平均疏水指数为0.449，为稳定的疏水型碱性蛋白；该蛋白含有保守的MIP结构域，其中包括6个典型的跨膜螺旋和2个半螺旋；基于同源建模的3D结构预测显示其可以形成同源四聚体。生物信息学预测和在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示，HbPIP2;3定位在细胞膜，这同时也得到了双分子荧光互补（bimolecular fluorescence complementation, BiFC）实验的证实。BiFC实验显示，HbPIP2;3可在细胞膜上形成同源四聚体，这进一步得到酵母双杂交结果的验证。本研究结果表明，HbPIP2;3可通过同源四聚体的方式调控乳管的水分平衡，但是否存在异源互作模式还有待进一步研究。

来源：2024年第3期

《热带作物学报》期刊编辑部

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