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摘要
磷脂酰乙醇胺结合蛋白（PEBP）在植物中广泛存在，在调控开花、种子休眠以及地下储藏器官（如马铃薯块茎和洋葱鳞茎）形成中发挥着重要作用。但目前有关甘薯（Ipomoea batatas）PEBP基因家族成员的研究较少，且尚未有研究系统揭示调控甘薯块根发育的关键PEBP家族成员。本研究首先通过生物信息学分析对甘薯基因组中PEBP基因家族成员的数量和种类进行鉴定，然后通过PEBP基因表达的组织特异性分析、PEBP基因在不同发育时期块根中表达水平的动态变化及其与糖转运蛋白SWEET基因表达水平之间的相关性分析，来系统筛选出调控甘薯块根发育的候选PEBP基因家族成员并初步揭示其可能的调控机制。结果如下：（1）从甘薯基因组中共鉴定出15个PEBP基因，聚类分析将其分为4个亚家族：5个FT-like成员（IbFT1-5）、6个TFL1-like成员（IbTFL1-6）、2个MFT-like成员（IbMFT1-2）和2个PEBP-like成员（IbPEBP1-2）。（2）通过将6个已报道会对地下部储藏器官发育产生影响的PEBP基因（3个马铃薯、2个洋葱和1个水稻PEBP基因）和甘薯15个PEBP基因进行聚类分析，结果表明IbFT5可能会促进甘薯块根发育，而IbTFL3可能会抑制其块根发育。（3）甘薯PEBP基因表达的组织特异性测定表明，在根系高表达的PEBP基因中，只有IbFT5、IbTFL4和IbTFL6不仅在根系的表达水平高于在其他组织中的表达水平，而且和根系中其他PEBP家族成员的表达水平相比，这3个基因的表达水平也是最高的，因此推测这3个PEBP基因可能会促进块根膨大。（4）对上述两种方法得到的4个候选PEBP基因（IbFT5、IbTFL3、IbTFL4和IbTFL6）在不同发育时期块根（定植后30、60、90和120 d）中的表达水平的测定表明，随着块根的发育IbFT5、IbTFL4、IbTFL6的表达水平显著上升，特别是在块根快速膨大期（60-90 d），而IbTFL3的表达水平在块根快速膨大期（60-90 d）则快速下降。因此，上述所有测定结果表明，IbFT5、IbTFL4、IbTFL6可能促进块根发育，而IbTFL3则可能抑制块根发育。（5）伴随着IbFT5、IbTFL4、IbTFL6的表达水平的升高，块根中高表达的5个SWEET基因中有4个（IbSWEET4、IbSWEET11、IbSWEET16和IbSWEET19）的表达水平均呈现不断下降的趋势，这和马铃薯上的研究结果相似，表明甘薯PEBP基因可能也是通过抑制SWEET蛋白活性，从而促进糖分通过更高效率的的共质体转运途径向块根进行运输来最终促进块根发育。总之，本研究不仅确定了甘薯基因组中PEBP基因家族成员的数量和种类，而且还系统筛选出4个可能影响甘薯块根发育的候选PEBP基因，这可为进一步提高我国甘薯的产量提供理论依据。
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