文章摘要:植物扩展蛋白是一种植物细胞壁蛋白，在植物生长发育过程中发挥重要作用。本课题组前期对甘薯(Ipomoea batatas)块根发育进行了转录组学研究，鉴定到一个扩展蛋白(Ipomoea batatas expansin-A4-like, IbEXPA4)基因在甘薯块根膨大中期显著上调表达。本研究以甘薯品种’桂经薯8号’和’桂紫薯1号’为材料，对扩展蛋白基因IbEXPA4进行克隆和表达分析。结果表明，该基因包含771 bp (GenBank No.MW361490.1)的完整开放阅读框，编码256个氨基酸。生物信息学分析显示，IbEXPA4蛋白的相对分子量为27.53 kD，理论等电点为8.8，不稳定系数为37.96，平均疏水性为-0.117，脂肪系数为65.62，属于稳定亲水蛋白。二级、三级结构预测显示该蛋白主要含有无规则卷曲。对IbEXPA4蛋白的结构进行分析，显示该蛋白在N端具有一段信号肽，不具有跨膜域，含有DPBB＿1和Pollen＿allerg＿1两个保守结构域。亚细胞定位预测其定位在细胞壁中。进化树分析表明，IbEXPA4基因与三裂叶薯expansin-A4-like基因的同源性最高，为99.22%。荧光定量PCR显示IbEXPA4在’桂经薯8号’和’桂紫薯1号’块根中优先表达，均呈先升高后降低的趋势，均在移栽60 d后的块根中表达量最高，分别为对照(20 d的纤维根)的3.09倍和9.23倍；在茎、叶中表达水平较低。IbEXPA4基因在2个品种块根中的表达量变化比较分析，IbEXPA4基因在’桂紫薯1号’中变化更显著。两个品种的农艺性状分析，发现’桂经薯8号’的块根长显著高于’桂紫薯1号’，而’桂紫薯1号’块根直径在60和90 d时显著高于’桂经薯8号’。相关性分析发现IbEXPA4基因在块根中的表达与块根直径、块根长度呈极显著正相关。这些结果说明，IbEXPA4基因促进块根的纵向生长和横向生长，参与了甘薯块根的生长调节，为阐明甘薯块根膨大的分子机理提供了理论依据。

文章关键词:甘薯,块根,扩展蛋白,基因克隆,表达分析,

项目基金:国家自然科学基金(32060419),

论文作者:蔡兆琴¹ 吴强¹ 陈慧¹ 肖冬^1,2 黄咏梅³ 李慧峰³ 詹洁^1,2 

作者单位:2. 广西农业环境与农产品安全重点实验室 3. 广西农业科学院玉米研究所 

论文分类号: S531

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