热带作物学报

作者：郑婉茹, 丁凯旋, 陆小花, 李琳琳, 王超群, 陈银华, 姚远, 陈新, 耿梦婷

单位：1.海南大学热带作物学院，海南海口 570228,2.海南省热带生物资源可持续利用国家重点实验室培育基地，海南海口 570228,3.中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南海口 571101,4.海南省种子总站，海南海口 571100

关键词：木薯,MeCML24蛋白,MeSAUR1蛋白,互作蛋白,MeAGPS1a启动子,转录调控

基金：国家自然科学基金项目(31960058),海南省研究生创新科研课题(Hys2020-140)

木薯是华南地区重要的经济作物，其块根富含淀粉。解析木薯块根淀粉合成调控机理将有助于木薯高产、高淀粉分子改良。AGPase由大亚基和小亚基构成，催化1-磷酸葡萄糖和ATP形成腺苷二磷酸葡萄糖和焦磷酸，其中腺苷二磷酸葡萄糖为淀粉生物合成的底物。AGPase酶是植物淀粉合成的限速酶，提高AGPase酶活性，有利于作物淀粉的积累及产量的提高。木薯MeAGPS1a基因编码的小亚基是AGPase的催化中心，前期研究表明生长素响应因子MeSAUR1作为转录因子正调控MeAGPS1a基因表达，酵母双杂交筛选木薯cDNA文库显示钙调素类似蛋白（CaM-like, CML）成员MeCML24为MeSAUR1的候选互作蛋白。为了确定MeCML24和MeSAUR1的互作关系，本研究从‘SC8’木薯品种基因组克隆了MeCML24基因，该基因的CDS区长度为492 bp，编码163个氨基酸。MeCML24蛋白的理化性质及二级结构分析显示，该蛋白理论等电点pI值4.38，属于亲水性蛋白，α-螺旋占52.76%，无规则卷曲占30.06%，β-转角结构占11.04%。构建酵母双杂交载体BD-MeCML24，自激活实验表明MeCML24不具有自激活活性。酵母双杂交点对点实验发现，共转AD-MeSAUR1和BD-MeCML24质粒的酵母菌株在SD/TLHA+x-α-gal培养基上变蓝，表明MeCML24与MeSAUR1存在互作关系。采用双分子荧光互补（BiFC）实验，将融合蛋白MeSAUR1-nEYFP和MeCML24-cEYFP在烟草叶片中共表达，在激光共聚焦显微镜下检测出黄色荧光蛋白EYFP的荧光信号，进一步证明了MeCML24与MeSAUR1互作。最后利用双荧光素酶实验证明MeCML24与MeSAUR1互作负调控MeAGPS1a基因表达。本研究揭示了木薯MeSAUR1与MeCML24协同调控MeAGPS1a基因表达的机制，发现钙调素类似蛋白MeCML24参与调控木薯块根淀粉合成关键基因MeAGPS1a表达，为利用分子生物学技术培育木薯优良品种提供了理论基础。

来源：2023年第1期

《热带作物学报》期刊编辑部

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