类钙调蛋白作为钙调蛋白的家族之一,调控植物生长发育、激素调控及各种胁迫,对类钙调蛋白对参与花粉萌发及伸长的深入研究具有重要意义.为研究结球甘蓝花粉CMLs与NPG1及相关蛋白互作关系,探索CMLs在花粉发育及萌发过程的功能,本研究以结球甘蓝ZG为材料,克隆到12个花粉发育及萌发相关CMLs基因,及花粉萌发基因NPG1、NPGR1和NPGR2,通过酵母双杂交试验检测编码蛋白相互之间的互作关系,并检测NPG1、NPGR1和NPGR2在不同授粉时间后的表达水平.结果表明,12个CMLs基因开放阅读框(open reading frame,ORF)在447～1095 bp之间,其中CML20、CML48、CML49、CML50均含有4个内含子,CML21含有2个内含子,其余均不含内含子;编码蛋白均不含信号肽和跨膜域,均为胞外蛋白,且均为亲水性蛋白;分别含有2～4个EF-Hands结构域,氨基酸数目在148～364个氨基酸之间,亚细胞定位预测主要定位于细胞膜、液泡及细胞核中;结球甘蓝NPG1、NPGR1、NPGR2分别聚类到不同的进化枝上,与油菜、白菜的亲缘关系最近,与拟南芥亲缘关系较近;酵母双杂交试验表明,CML13、CML21、CML24、CML42不能与NPG1、NPGR1及NPGR2在体外发生相互作用,CML15、CML20、CML25、CML39、CML41、CML48、CML49均能与NPG1、NPGR1及NPGR2在体外发生相互作用,CML50可与NPGR1、NPGR2互作,而不能与NPG1发生互作.表达分析表明,NPG1表达量在授粉后的柱头中呈显著上升趋势,NPGR1、NPGR2表达量变化均不显著;CMLs在不同授粉时间均有不同的表达量变化,其中CML15、CML20、CML39、CML41、CML49均呈现出先升高后下降的趋势.本研究在结球甘蓝中筛选得到能与NPG1、NPGRs互作的CMLs蛋白,说明多个CMLs能参与花粉萌发及花粉管伸长过程,期望为Ca2+信号系统参与花粉萌发及花粉管伸长的机制研究提供参考.

结球甘蓝;花粉;CMLs;NPG1;NPGRs;蛋白互作

许彬;曹绍玉;苏甜;彭梦玲;吕霞;李振林;张国平;许俊强

云南农业大学云南省滇台特色农业产业化工程研究中心,云南昆明 650201;云南农业大学园林园艺学院,云南昆明 650201

作物学报

[1]许彬;曹绍玉;苏甜;彭梦玲;吕霞;李振林;张国平;许俊强-.结球甘蓝类钙调蛋白CMLs与花粉萌发NPG1及NPGRs相互作用研究)[J].作物学报,2022(11):2934-2944

CMLs,NPG1,NPGRs,NPGR1,NPGR2,CML20,CML48,CML49,CML50,CML21,CML13,CML24,CML42,CML15,CML25,CML39,CML41

结球甘蓝,类钙调蛋白,花粉萌发,相互作用研究,植物生长发育,激素调控,胁迫,伸长,蓝花,蛋白互作,互作关系,花粉发育,ZG,酵母双杂交,杂交试验,试验检测,编码蛋白,白相,相互之间,授粉,开放阅读框,open,reading,frame,ORF,bp,内含子,信号肽,跨膜域,亲水性,EF,Hands,结构域,亚细胞定位,定位预测,细胞膜,液泡,细胞核,油菜,白菜,亲缘关系,拟南芥,表达分析,柱头,头中,选得,花粉管,Ca2+,信号系统

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