油莎豆丙酮酸激酶基因的鉴定及其在块茎发芽和幼苗形态建成时期的表达分析

丙酮酸激酶(PK)是调控糖酵解途径的关键限速酶,在植物基础物质代谢等生物学过程中起着重要的作用。油莎豆(Cyperus esculentus L.)的块茎富含油脂、淀粉、糖等营养物质,是研究碳代谢及调控机制的一个理想模型。本研究基于转录组分析鉴定出7个油莎豆CePK基因,包括3个质体型CePKp(CePKpα、CePKpβ1和CePKpβ2)和4个细胞质型CePKc(CePKc1、CePKc2、 CePKc3和CePKc4)。CePK编码的CePK蛋白均具有典型的PK和PK_C结构域,同一类型的CePK蛋白的序列长度、相对分子质量、稳定性和等电点等基本相似。CePKp为亲水蛋白,亚细胞定位预测位于叶绿体。CePKc为稳定的疏水蛋白,亚细胞定位预测位于细胞质。三级结构预测结果显示,CePK均为同源四聚体。在块茎发芽和幼苗建成时期,CePK基因的表达模式具有时空特异性,预示着CePK基因可能差异化调控块茎营养物质的代谢途径。该研究为深入解析油莎豆块茎发芽和幼苗建成的碳流通以及分配等生物学过程协同调控机制和油莎豆高产优质育种提供了新的科学依据。