CDPK20基因表达及其对山药块茎膨大调控作用研究

为探讨钙依赖性蛋白激酶(CDPK)在山药块茎淀粉及内源激素合成中的作用,该研究以‘毕克齐’和‘大和长芋’山药为试验材料,测定了块茎的淀粉、糖、内源激素含量等指标并进行相关性分析;采用RT-PCR技术克隆了钙依赖性蛋白激酶基因(CDPK20),并进行生物信息学分析,构建CDPK∶GFP融合载体,对CDPK蛋白进行亚细胞定位,实时荧光定量PCR对CDPK20在山药块茎不同发育时期的表达进行分析。结果表明:(1)CDPK20基因开放阅读框长为1047 bp,共编码348个氨基酸。(2)CDPK20蛋白定位于细胞核和细胞膜。(3)CDPK20的表达量在块茎种植后的105~165 d呈现先升后降的趋势。(4)CDPK酶活性与淀粉含量呈极显著正相关,与可溶性总糖含量和还原糖呈显著负相关,与ABA呈极显著负相关,与ZR呈极显著正相关。研究表明,CDPK参与块茎中的淀粉和糖代谢及植物内源激素ABA、ZR的合成。