菊叶薯蓣DcPMK基因克隆及互作蛋白筛选

作者：王宏鹏; 李一丹; 汪耀; 谭晓宇; 陈成彬; 张力鹏^*

来源：植物研究, 2022, 42(05): 855-865.

• 菊叶薯蓣
• PMK
• 生物信息学
• 表达分析
• 互作蛋白

以菊叶薯蓣为研究材料，采用RT-PCR技术克隆获得DcPMK基因，进行生物信息学、组织特异性和诱导表达分析，并构建DcPMK的诱饵载体以筛选拟南芥酵母文库中互作蛋白，为深入研究菊叶薯蓣萜类物质的合成积累提供一定理论基础。结果表明：DcPMK基因开放阅读框大小为1 536 bp(GenBank登录号MZ171241)，编码511个氨基酸。蛋白质序列比对分析发现DcPMK与近源种基因序列一致性达88.85%，具有1个保守的ATP结合位点Gly-X-Gly-XX-Ala。N-J进化树显示DcPMK与海枣（Phoenix dactylifera）等单子叶植物的遗传距离较近。HPLC结果显示菊叶薯蓣皂素主要在根茎中积累，qRT-PCR结果表明DcPMK基因在各组织中均有表达，在老茎中表达量最高，根茎中表达量最低；水杨酸诱导后皂素含量的变化与DcPMK表达量的变化趋势吻合：随着叶片中皂素含量提高，DcPMK上调表达。与阴性对照相比，DcPMK基因没有自激活性和细胞毒性，并筛选到27个互作明显的拟南芥基因，如生长发育相关基因AtKCR1(AT1G67730)、AtRPS9M(AT3G49080)、AtASY4(AT2G33793)，非生物与生物逆境相关基因AtVDAC2(AT5G67500)、AtVDAC3(AT5G15090)、AtRH8(AT4G00660)及花色素苷积累相关基因AtPHR2(AT2G47590)等。以上结果说明DcPMK能够参与菊叶薯蓣的萜类物质合成，并通过蛋白质-蛋白质相互作用的方式广泛参与其生长发育和胁迫响应等代谢途径。