木薯MeCML24与MeS...AGPS1a表达的功能验证 郑婉茹.pdf

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热带作物学报
薯高产、高淀粉分子改良。AGPase 由大亚基和小亚基构成，催化 1-磷酸葡萄糖和 ATP 形成腺苷二磷酸
葡萄糖和焦磷酸，其中腺苷二磷酸葡萄糖为淀粉生物合成的底物。因此，AGPase 酶是植物淀粉合成的
限速酶，提高 AGPase 酶活性，有利于作物淀粉的积累及产量的提高。木薯 MeAGPS1a 基因编码的小亚
基是 AGPase 的催化中心，前期研究表明生长素响应因子 MeSAUR1 作为转录因子正调控 MeAGPS1a 基
因表达，酵母双杂交筛选木薯 cDNA 文库显示钙调素类似蛋白（CaM-like，CML)成员 MeCML24 为
MeSAUR1 的候选互作蛋白。为了确定 MeCML24 和 MeSAUR1 的互作关系，本研究从 SC8 木薯品种
基因组克隆了 MeCML24 基因，该基因的 CDS 区长度为 492 bp，编码 163 个氨基酸。MeCML24 蛋白
的理化性质及二级结构分析显示，该蛋白理论等电点 pI 值 ，属于亲水性蛋白，α-螺旋占 %，
无规则卷曲占 %，β-转角结构占 %。构建酵母双杂交载体 BD-MeCML24，自激活实验表明
MeCML24 不具有自激活活性。酵母双杂交点对点实验发现，共转 AD-MeSAUR1 和 BD-MeCML24 质粒
的酵母菌株在 SD/TLHA+x-α-gal 培养基上变蓝，表明 MeCML24 与 MeSAUR1 存在互作关系。采用双
分子荧光互补（BiFC）实验，将融合蛋白 MeSAUR1-nEYFP 和 MeCML24-cEYFP 在烟草叶片中共表达，
在激光共聚焦显微镜下检测出黄色荧光蛋白 EYFP 的荧光信号，进一步证明了 MeCML24 与 MeSAUR1
互作。最后利用双荧光素酶实验证明 MeCML24 与 MeSAUR1 互作负调控 MeAGPS1a 基因表达。本研
究揭示了木薯 MeSAUR1 与 MeCML24 协同调控 MeAGPS1a 基因表达的机制，发现钙调素类似蛋白
MeCML24 参与调控木薯块根淀粉合成关键基因 MeAGPS1a 表达，为利用分子生物学技术培育木薯优
良品种提供了理论基础。
关键词 木薯；MeCML24 蛋白；MeSAUR1 蛋白；互作蛋白；MeAGPS1a 启动子；转录调控
中图分类号 Q949.