油莎豆块茎高水平表达CePIP1;1基因的克隆与分析

油莎豆隶属于禾本目莎草科,是一种在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。与其他块根块茎类作物类似,未成熟油莎豆块茎的含水量高达85%,因此,水分平衡对于块茎的发育至关重要。质膜内在蛋白(PIP)是一类定位在细胞膜上具有高效水分转运活性的水通道蛋白,包含PIP1和PIP2两个亚类。本研究基于块茎蛋白组中鉴定到的一个PIP蛋白,采用RT-PCR技术对其编码基因进行克隆,并在此基础上分析其基因结构、序列特征、进化关系、表达特性及蛋白亚细胞定位。结果表明:CePIP1;1含有3个内含子,编码区全长867 bp,编码288个氨基酸,理论分子量为30.76 kDa,等电点为8.82,不稳定系数为32.95,总平均疏水指数为0.384,脂肪族指数为95.28,属于稳定的碱性疏水型蛋白;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个跨膜螺旋、2个半螺旋以及位于半螺旋顶端的NPA基序。序列比对和进化分析显示,CePIP1;1与水稻的PIP1亚类聚在一起,相比于菠菜PIP2;1拥有延伸的N端和较短的C端,符合PIP1亚类的基本特征。在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示,CePIP1;1定位在细胞膜,这与生物信息学预测结果一致。表达分析显示,CePIP1;1在分析的所有组织中均高水平表达,属于组成型表达基因,其在块茎的发育过程中呈现先升后降的钟形趋势,与水分含量趋势基本一致。这些结果为下一步的功能分析及油莎豆遗传改良奠定坚实的基础。