PDF《菜用大豆液泡膜内在蛋白（TIPs）基因鉴定及表达分析》

2 which may be functionally conserved. Furthermore, the responsiveness of

5 GmTIP candidate genes in response to abiotic stresses (drought and salt) and hormone signals (abscisic acid (ABA) and amino cyclopropane carboxylic acid (ACC)) were investigated using qRT-PCR. The results revealed that these environmental stresses and exogenous hormones could result in up-regulation or down-regulation of these tested GmTIP genes in leaves or roots. Among them, GmTIP2;

6 was most significantly up-regulated in roots after drought or salt treatment. However, for GmTIP2;

1, GmTIP2;

2 and GmTIP4;

1, drought treatment provoked their dramatic up-regulation expression in leaves . For ACC hormone treatment, GmTIP2;

2 was strongly up-regulated in roots. These findings will provided information in future understanding of the functional roles and molecular mechanisms of GmTIP genes during abiotic stress responses and will potentially promote the application of GmTIP genes in molecular breeding of vegetable soybean. Keywords: tonoplast intrinsic proteins;

genome-wide identification;

drought and salt stresses;

ABA and ACC hormones;

expression profiles;

vegetable soybean 水通道蛋白(Aquaporins,AQPs),是一类介 导水分等物质跨膜转运的通道蛋白[1-2] .自20 世纪

90 年代初红细胞膜上的 AQP1 被发现至今[3] ,对AQPs 蛋白结构与功能的研究已取得重大进展. 在植 物中,Maurel 等[4] 于1993 年首次从拟南芥中分离得 到定位于液泡膜上的水通道蛋白γ-TIP.根据 AQPs 蛋白序列的同源性及其定位的不同,可以划分为多 个亚家族:质膜内在蛋白(PIPs,plasma membrane intrinsic proteins) 、 液泡膜内在蛋白 (TIPs, tonoplast intrinsic proteins)、类根瘤菌

26 膜内在蛋白(NIPs, NOD26-like intrinsic proteins)、小分子膜内在蛋白 (SIPs,small basic intrinsic proteins)等[5] .AQPs 蛋白具有高度保守的标志性结构域:由5个亲水环 (Loop A、B、C、D、E)相连形成

6 个跨膜螺旋, N-端和 C-端都位于细胞质中.其中,A、C 和D环具有亲水性,而B和E环具有疏水性;

在B和E环上各有天冬氨酰-脯氨酸-丙氨酸

3 个氨基酸组成的 基元(NPA),AQPs 整个蛋白在 NPA 处折叠形成 狭窄的孔道,参与调控 AQPs 蛋白的物质运输[6] . AQPs 蛋白具有高度专一性, 是植物细胞水分跨膜转 运主要途径;

而后,还发现 AQPs 蛋白也能运输其 他小分子物质如甘油等. AQPs 蛋白参与调控植物整 个生命活动进程,包括种子萌发、细胞伸长、气孔 运动、韧皮部装卸、生殖生长及环境胁迫响应等[5] . 已有报道显示,TIPs 不仅参与调控植物生长发 育过程,而且参与植物逆境胁迫应答及激素信号传 导过程.在拟南芥中,Alexandersson 等[7] 发现

4 个AtTIPs 基因响应干旱胁迫;

Boursiac 等[8] 发现

9 个AtTIPs 响应高盐胁迫.在花椰菜中,Prudent 等[9] 发 现在酵母中异源表达 BobTIP1;

1, 能够增加其对渗透 胁迫的耐受力.在水稻中,Li 等[10] 发现

4 个OsTIPs (OsTIP1;

2,OsTIP2;

2,OsTIP4;

1 和OsTIP5;

1)具 有转运水分子的活性.在小麦中,Xu 等[11] 发现在拟 南芥中异源表达 TaTIP2;

2,增加植株对盐胁迫的敏 感性. 菜用大豆 (Vegetable soybean) , 属大豆 (Glycine Max L. Merr)的专用型品种,是一种新兴的特种蔬 菜,主食嫩荚和籽粒,具有极高营养价值,富含氨 基酸、维生素、纤维素等,广受消费者的喜爱,具 有重要的研究价值[12-14] .近年频发的异常干旱气候 和土地的盐碱化,严重影响了菜用大豆的产量和品 质.然而,TIPs 蛋白作为一类重要的逆境胁迫调控 因子,在菜用大豆中的功能研究仍比较少.本研究 从全基因组水平共鉴定到