马铃薯花粉特异性基因StLAT52s克隆、结构与功能及相对表达量分析

作者：韩祉君; 卢悦; 韩玉珠; 张婧颖

来源：吉林农业大学学报, 2022, 1-12.

DOI：10.13327/j.jjlau.2022.1707

• 马铃薯
• 花粉特异性基因
• StLAT52s
• 结构功能分析
• 相对表达量

针对马铃薯杂交中花粉育性差或败育的问题，参考Twell等在番茄中对花粉特异性基因的研究，通过对4条马铃薯花粉特异性基因StLAT52s进行克隆、结构与功能及相对表达量分析发现：已克隆的StLAT52s(StLAT52a、StLAT52b、StLAT52c、StLAT52d)分别由161、169、161、175个氨基酸组成，蛋白分子量均大于17000 Da；预测表明StLAT52s均为稳定、亲水性蛋白，具有标准分泌信号肽，分别存在22、20、24、37个氨基酸残基；其属于花粉蛋白结构域，三级结构均具有单体及自身同源二聚体结构；基因定位显示StLAT52s分别在马铃薯10号、7号、12号、2号染色体前820 Kb的位置上；亚细胞定位推测其在细胞核中行使功能；构建系统进化树发现其与马铃薯野生种、番茄、番茄野生种、智利番茄具有较高的同源性。蛋白互作预测显示StLAT52a、StLAT52b、StLAT52c通过StPRK1与StPRK2蛋白实现互作，这可能是由于StLAT52b存在1个约18个氨基酸的跨膜蛋白而形成的，但与StLAT52d无互作关系。通过启动子顺式作用元件分析发现StLAT52a、StLAT52b、StLAT52c、StLAT52d分别与胚乳特异性基因表达、与富含AT的DNA特异性结合、种子特异性基因表达及基因在低氧或缺氧条件下表达特别相关。StLAT52s相对表达量整体呈现出随着花粉发育成熟而上升，并在盛花期达到峰值，在花粉衰老阶段逐渐下降的趋势，且在花粉育性较好的马铃薯品种中表达较丰富。初步明确StLAT52s蛋白特性、结构与功能及其在花发育各阶段的表达情况，为后续探究其在花粉发育中的作用奠定理论基础。

• 单位
  吉林农业大学