麦类作物学报

作者：孙璐，蔡浩宇，李明，曹高燚，丁博，包曙光，王俊斌，谢晓东，陈小强

单位：( 1.天津农学院农学与资源环境学院,天津 300392 2.天津农学院基础科学学院,天津 300392)

关键词：大麦,气孔发育,HvFAMA基因,bHLH转录因子,基因克隆,

基金：天津市科技计划项目（22ZXZYSN00020）；天津市科技计划项目（22ZYCGSN00020）；天津市大学生创新创业训练计划项目（202410061102）;天津市自然科学基金（22JCQNJC01470）

气孔是植物吸收CO2、散失水分的通道，叶片内气孔数目的多少、气孔的开闭程度都直接影响其蒸腾强度和光合作用的强弱。FAMA为碱性的螺旋-环-螺旋转录因子，是促进气孔保卫细胞分化和阻止其直接前体的增殖分裂所必需的，与气孔初始发育关系密切。为揭示其在禾本科作物气孔发育中的功能，本研究以大麦Morex为材料，克隆了大麦FAMA（HvFAMA）基因，并对该基因生物学特性及表达模式进行了分析。结果表明，HvFAMA基因编码区长为1 260 bp，由420个氨基酸构成，相对分子量为45 320.37 Da，理论等电点为5.14，属于亲水性不稳定蛋白；HvFAMA基因编码蛋白属于bHLH 家族成员，其三维结构含有螺旋-环-螺旋（HLH）结构；HvFAMA蛋白二级结构主要含有α-螺旋、延伸链、β-折叠和无规则卷曲，分别占36.04%、10.74%、2.86%和50.36%；HvFAMA蛋白的氨基酸序列含有44个磷酸化位点和65个糖基化位点；HvFAMA∶GFP融合蛋白亚细胞定位于细胞核。系统进化分析显示，大麦HvFAMA蛋白与小麦、二粒小麦、二穗短柄草和山羊草的FAMA亲缘关系相对较近。qRT-PCR结果显示，HvFAMA基因在大麦幼叶中的表达量达到峰值。综上所述，HvFAMA基因可能与大麦气孔初始发育有关。

来源：2024年第11期

《麦类作物学报》期刊编辑部

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