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 pro-tein)、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.

橡胶树;亚细胞定位;多聚化;双分子荧光互补;酵母双杂交

乔雪莹;郑玉皎;阳江华;曾长英;邹智

海南大学热带作物学院,海南海口 570228;中国热带农业科学院三亚研究院,海南三亚 572024;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;中国热带农业科学院橡胶研究所,海南海口 571101

热带作物学报

[1]乔雪莹;郑玉皎;阳江华;曾长英;邹智-.橡胶树HbPIP1;1基因的克隆及蛋白的亚细胞定位与多聚化分析)[J].热带作物学报,2022(12):2405-2412

HbPIP1,NOD26

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