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摘要
芋（Colocasia esculenta）为天南星科芋属成员，在世界范围内广泛种植，其球茎主要贮藏物质为淀粉。ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）是淀粉合成的第一个关键酶和限速酶，在植物淀粉合成中发挥关键作用，但目前关于芋AGPase基因家族的分子结构特征和表达模式还不清楚。本研究以芋新品种‘荔浦芋1号’为试材，从全长转录组注释信息中筛选到6个AGPase基因家族成员，利用RT-PCR技术克隆了6个基因的编码区，利用生物信息学对其理化性质、进化关系和保守motif进行分析；同时利用转录组学和荧光定量RT-PCR技术对6个基因在不同组织和球茎不同发育阶段的表达模式进行分析。结果表明：克隆获得6个芋AGPase基因编码区的cDNA序列，序列长度为1398～2028bp，编码的蛋白大小为350～543 aa，其中4个基因（CeAGPL1～CeAGPL4）编码AGPase的大亚基，2个基因（CeAGPS1,CeAGPS2）编码AGPase的小亚基。系统进化分析显示，所有的AGPase分成了大亚基和小亚基2个群组，4个大亚基分在了大亚基组，2个小亚基分在了小亚基组。CeAGP家族蛋白分子质量范围为38753.22～59743.05kDa，等电点范围为5.64～8.82，亚细胞定位为叶绿体、淀粉体和细胞质等。蛋白的保守motif分析发现，CeAGP家族蛋白共预测到11个保守motif,6个motif功能注释为NTP＿transferase，除CeAGPS2外，另外5个CeAGP蛋白均包含11个motif。在不同组织中，6个CeAGP基因均能在所有组织中表达，其中CeAGPL3和CeAGPS1基因在叶片和叶柄中高表达，CeAGPL1和CeAGPS1基因在球茎中高表达，6个CeAGP基因在根的表达量均较低。在球茎不同发育阶段中，CeAGPL1和CeAGPS1高表达且均表现先升高后降低的趋势，2个基因分别在4月龄和5月龄阶段的表达量最高。该研究结果为后续阐明芋淀粉合成的分子机制提供依据。
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