热带作物学报

作者：乔雪莹, 郑玉皎, 阳江华, 曾长英, 邹智

单位：1.海南大学热带作物学院，海南海口 570228,2.中国热带农业科学院三亚研究院，海南三亚 572024,3.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，海南海口 571101,4.中国热带农业科学院橡胶研究所，海南海口 571101

关键词：橡胶树,亚细胞定位,多聚化,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),海南省自然科学基金项目(320RC705),中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1630052022001)

水通道蛋白（aquaporin）是一类广泛存在生物体中高效转运水分子的膜内在蛋白，其在生物膜上以同源或异源四聚体的形式起作用。根据序列相似性及亚细胞定位，植物水通道蛋白可分为PIP （plasma membrane intrinsic protein）、TIP（tonoplast intrinsic protein）、NIP（NOD26-like intrinsic protein）、SIP（small basic intrinsic protein）和XIP（X intrinsic protein）等5大类，其中，PIP定位在细胞膜，是介导细胞间水分跨膜运输的主要通道。橡胶树最早起源于南美亚马逊河流域，是目前天然橡胶的主要商业来源。与其他植物相比，橡胶树除蒸腾耗水外，周期性的割胶活动也会造成水分的大量流失，因此，水分平衡对于橡胶树尤为重要。为揭示橡胶树水分平衡的分子机制，采用RT-PCR技术对1个PIP类水通道蛋白基因HbPIP1;1进行克隆，并在此基础上对其编码蛋白的亚细胞定位和多聚化特征进行分析。结果显示：该基因的编码区长864 bp，预测编码287 aa，其理论分子量为30.80 kDa、等电点8.59、不稳定系数49.27、脂肪族指数22.34、总平均疏水指数为0.639，属于不稳定的疏水型碱性蛋白；蛋白含有水通道蛋白家族特有的MIP（major intrinsic protein）结构域及6个典型的跨膜螺旋，每个螺旋的残基数介于20~23之间。研究构建了基因的亚细胞定位分析载体，并采用农杆菌介导法对烟草叶片进行了瞬时转化。荧光共聚焦显微镜观察显示，HbPIP1;1蛋白定位在细胞膜，与用生物信息学手段预测的结果一致。在烟草叶片中的双分子荧光互补实验显示，HbPIP1;1蛋白自身不能互作，这进一步得到了点对点的酵母双杂交实验的证实。以上结果表明HbPIP1;1蛋白可能通过异源互作的方式参与橡胶树水分的平衡。

来源：2022年第12期

《热带作物学报》期刊编辑部

查看热带作物学报杂志2022年第12期