木薯经典阿拉伯半乳糖蛋白基因家族鉴定及表达分析

作者：毋志浩; 张亚文; 王晓彤; 任思杨; 张兴龙; 唐湘宁; 郭建春; 刘姣^*

来源：分子植物育种, 2023, 1-21.

• 木薯
• 经典阿拉伯半乳糖蛋白
• 基因家族
• 表达分析
• 免疫荧光标记

阿拉伯半乳糖蛋白(arabinogalactan proteins， AGPs)是广泛存在于植物中的富含羟脯氨酸的糖蛋白，经典AGPs是一个重要的AGPs亚族，在植物的生长发育过程中通过参与信号转导和细胞壁的构成来发挥作用。本研究从木薯基因组中共鉴定出17个经典MeAGPs家族成员，编码区长度为303～681 bp，编码100～226个氨基酸，分子量为10.14～21.76 kD，理论pI值为3.95～10.14，PAST的百分比含量为51.43～ 69.71，亚细胞定位显示MeAGP5位于液泡，MeAGP27定位于细胞核，其余成员均定位于质膜和胞外；染色体定位和共线性分析显示经典MeAGPs家族成员不均匀地分布于10条染色体上，找到5对共线性关系涉及10个家族成员基因MeAGP1/MeAGP12、MeAGP2/MeAGP8、MeAGP4/MeAGP7、MeAGP10/MeAGP5、MeAGP17/MeAGP18；系统进化树分析显示该家族成员分为6个亚族I～Ⅵ，第Ⅰ亚族基因最多；该家族成员启动子上存在多种光响应元件、逆境胁迫和植物激素应答响应元件；大多数经典MeAGPs基因在木薯茎、须根和块根中高表达，尤其在形成期和膨大前期(植后80～130 d)块根中表达量较高；MeAGP1、MeAGP4和MeAGP7在各组织器官中均有较高表达，推测这3个基因可能是参与木薯生长发育的关键MeAGPs基因。免疫荧光标记比较分析不同发育时期根中AGPs的丰度和分布发现，LM2抗体识别的AGPs主要在根的韧皮部细胞中表达，须根和膨大前期块根韧皮部细胞中LM2荧光强度明显高于成熟后期块根。本研究为后续深入研究经典AGPs参与木薯根生长发育提供了理论依据。

• 单位
  中国热带农业科学院热带生物技术研究所; 农业部; 生命科学学院; 海南大学