甘蔗NIP水通道蛋白的鉴定与抗病功能分析

【作者】 陈瑶； 王东姣； 黄廷辰； 尤垂淮； 吴期滨； 阙友雄； 苏亚春；

【机构】 福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室； 福建农林大学生命科学学院；

【摘要】 类NOD26膜内在蛋白(nodulin 26-like intrinsic proteins,NIPs)是水通道蛋白(aquaporin proteins,AQPs)家族的一个亚家族,在响应植物生物和非生物胁迫中发挥重要作用。本研究基于甘蔗热带种(Saccharum officinarum)、甘蔗近缘野生种割手密(S.spontaneum)和甘蔗栽培种R570 (Sccharum hybrid cultivar R570)基因组数据库,分别鉴定到15个SsNIP、44个SoNIP及4个ShNIP基因。进化树分析表明,甘蔗NIP基因家族可分为三类。转录组分析显示,NIP基因在蔗芽中高表达,且Ⅱ类家族成员积极响应甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)的胁迫。进一步,从甘蔗栽培种ROC22中同源克隆到1个NIPⅡ类家族成员ScNIP1,其cDNA全长1 016 bp,编码288个氨基酸,属膜定位蛋白。在水稻中过表达ScNIP1基因,显著增强了对稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)的抗性。该研究揭示了甘蔗NIP基因家族的系统演化、表达谱及抗病功能,为甘蔗抗病育种提供理论依据和潜在的基因资源。更多还原