甘薯解偶联蛋白基因家族鉴定与表达分析

作者：陈璐; 周淑倩; 李永新; 陈刚; 陆国权; 杨虎清^*

来源：作物学报, 2022, 48(07): 1683-1696.

• 甘薯
• 解偶联蛋白
• 生物信息学
• 表达分析
• 胁迫

本研究旨在鉴定和分析甘薯(Ipomonea batatas (L.) Lam)解偶联蛋白(uncoupling protein, UCPs)基因家族成员,探究其在甘薯不同组织中的表达特异性及其对低温(4℃)、高盐(NaCl)和干旱(PEG-6000)等胁迫的响应规律。结果发现,甘薯UCP(IbUCP)含有5个家族基因,分别将其命名为IbUCP1(GenBank登录号为MW753000)、IbUCP2(GenBank登录号为MW753004)、IbUCP3 (GenBank登录号为MW753001)、IbUCP4 (GenBank登录号为MW753002)和IbUCP5 (GenBank登录号为MW753003)。预测IbUCP的理论等电点为8.53～9.86,含有261～375个的氨基酸残基;IbUCP定位于线粒体; IbUCP为亲水蛋白,又属于线粒体载体蛋白超家族的成员,其二级结构主要包括α-螺旋和无规则卷曲,这与三级结构预测结果相符;IbUCP不存在跨膜螺旋结构和信号肽;IbUCP家族成员分为5个,与三裂叶薯和牵牛花有较近的亲缘关系,具有一定的保守性;启动子预测发现,IbUCPs基因具有基本的转录元件以及一些信号响应元件、转录因子识别结合元件和逆境等响应顺式作用元件。表达分析显示,IbUCPs基因家族成员具有组织特异性,其中IbUCP4在茎中表达最高,其余IbUCPs均在块根中最高;IbUCPs基因家族成员中响应低温胁迫的有IbUCP1、IbUCP4和IbUCP5; IbUCPs基因家族对高盐胁迫均有响应;在干旱的胁迫下, IbUCP1、IbUCP4和IbUCP5均有响应,分别在不同的时间达到峰值。多种胁迫可调控IbUCPs的表达,本研究为甘薯UCP基因的功能挖掘及甘薯抗逆品种筛选提供了一定的理论依据。

• 出版日期2022
• 单位浙江农林大学