甘蔗ATP結合蛋白基因克隆及其干旱脅迫下的表達特性分析

曹輝慶　蔣勝理　黃誠梅　鄧智年　吳凱朝　徐林　羅海斌　陸珍　魏源文

摘要：[目的]克隆甘蔗ATP結合蛋白基因，分析其基本生物學信息及在干旱脅迫下的表達特性，為ATP結合蛋白的功能研究提供理論依據。[方法]從乙烯誘導甘蔗差異表達轉錄組和水分脅迫下甘蔗cDNA文庫中獲取ATP結合蛋白基因序列，設計其引物進行RT-PCR擴增，利用生物信息學軟件進行序列分析及其蛋白結構和功能預測，并采用實時熒光定量PCR（qPCR）檢測干旱脅迫處理下的甘蔗ATP結合蛋白基因的表達情況。[結果]克隆獲得的甘蔗ATP結合蛋白基因全長2145 bp，編碼714個氨基酸，其蛋白分子質量為79.430 kD，理論等電點（pI）為9.33，不穩定系數為44.38；甘蔗ATP結合蛋白與玉米ATP結合蛋白的核苷酸序列及其推導氨基酸系列同源性最高，均達93%。甘蔗ATP結合蛋白主要由無規則卷曲（42.02%）、α螺旋（25.63%）和延伸鏈（22.27%）結構組成，具有蛋白激酶催化結構域、ATP結合位點、核苷酸結合位點（NBS）、糖基化位點、激酶磷酸化結合位點及核定位信號等；甘蔗ATP結合蛋白可能主要定位在細胞核、葉綠體、線粒體和過氧化物酶體中，起中間代謝調控作用，或參與轉錄調控、免疫應答、脅迫應答及信號轉導等生物反應。qPCR檢測結果顯示，在干旱脅迫7 d后，甘蔗ATP結合蛋白基因的表達量明顯下調，約為對照的30%，恢復正常供水（復水）后，表達量回升。[結論]甘蔗ATP結合蛋白基因表達受干旱脅迫誘導，可能參與甘蔗對干旱逆境脅迫響應的代謝調控。

關鍵詞：甘蔗；ATP結合蛋白；基因克隆；生物信息學；干旱脅迫；表達特性

0引言

[研究意義]甘蔗（Saccharum officinarum L.）屬于C4光合途徑作物，具有特殊的能量代謝系統，是主要的糖料作物（李楊瑞等，2011）。近年來，甘蔗分子育種研究迅速發展，主要圍繞功能基因發掘和利用、轉基因和分子標記輔助育種及抗病、抗蟲分子作用機理等方面開展大量研究，并取得良好的成效。發掘和鑒定甘蔗功能基因，并系統研究其與甘蔗重要農藝性狀的相關性，對豐富甘蔗遺傳改良可利用的基因資源具有重要意義。ATP結合蛋白（ATP-bindingprotein）是一個多樣化的蛋白質家族，可將ATP水解釋出的能量提供給各種分子進行跨膜轉運，驅動細胞內的生化反應（Mbah，2014），在許多生理和病理過程中發揮重要作用（Tameling et al.，2002；Macoveiet al.，2011）。因此，克隆甘蔗ATP結合蛋白基因，分析其編碼蛋白的結構和功能域，探究其在甘蔗應答非生物脅迫中的作用機制，對甘蔗抗逆育種具有重要意義。[前人研究進展]近年來，針對ATP結合蛋白的研究主要集中在ATP結合蛋白識別、結合和水解ATP功能、脅迫響應、序列特征、信號轉導功能等方面。Gerhardt等（1998）研究發現，細胞中ATP消耗會導致Vps33p從胞質蛋白到顆粒蛋白的快速改變，用葡萄糖恢復細胞能量會逆轉此現象，表明囊泡轉運蛋白Vps33p是一種以能量依賴的方式定位于細胞質基質的ATP結合蛋白。Tameling等（2002）研究表明，番茄抗病基因產物I-2和Mi-1是2個具有ATP酶活性的功能ATP結合蛋白，其核苷酸結合位點（NBS）能結合和水解ATP，發揮ATP酶活性。Keiko等（2003）研究發現，大鼠肝臟過氧化物酶膜蛋白（PMP70）與ATP結合蛋白Mdr（P糖蛋白）的序列特征很相似，參與各種生物過程，包括膜運輸；PMP70的ATP結構域受細胞溶質影響，是一種可能形成通道的跨膜蛋白，表明PMP70是Mdr糖蛋白相關的ATP結合蛋白家族成員。Mohd等（2010）通過序列聚類分析及結構功能預測研究完成了類鼻疽桿菌ATP結合蛋白序列相似聚類的整個基因組分類和功能分類，確定了ATP結合位點，并基于沙門氏菌組氨酸透性酶ATP結合亞基的晶體結構，成功構建了類鼻疽桿菌的ATP結合蛋白模型。Macovei等（2011）研究了水稻DEAD-box解旋酶家族ATP結合蛋白（OSABP）對氯化鈉、脫水、藍光和紅光等多種非生物脅迫的響應，結果表明，OSABP可能在特定非生物脅迫的細胞反應中發揮重要作用。Joii等（2013）采用酰基ATP（AcATP）探針法研究擬南芥ATP結合蛋白組，并對63個已知核苷酸結合袋的標記位點進行分析，結果發現24個標記位點表現出豐富的蛋白激酶（Protein kinase-related）遺傳多樣性，其中包括多種LRR受體激酶（LRR-RLKs）。Takenori等（2013）利用一個串聯的光激活單元，光解誘導靶蛋白的特定交聯，將香豆素成功轉移到ATP結合蛋白上，致使交聯位置產生香豆素熒光團，無需在程序前或后添加一個檢測標簽就可靈敏地檢測識別ATP結合蛋白，由此研發出一種ATP結合蛋白識別方法。Jun等（2014，2015）利用ATP競爭試驗（ATP和酰基-ATP探針之間競爭）將非特定蛋白質和特定ATP結合蛋白進行區分，已成功區分539個蛋白質，其中包括178個新的ATP結合蛋白。劉淑芬等（2016）研究發現，套作分蘗洋蔥后番茄葉片中出現新蛋白，經鑒定其為ATP結合蛋白，該蛋白在化感潛力強的番茄品種中表達量較高，且番茄體內抗性相關的蛋白增多，以增強番茄對逆境的抗性，從而在蛋白質水平上驗證了套作能增強作物的抗逆能力。此外，Chaput和Szo～ak（2004）、Sheref等（2007）開展了體外進化ATP結合蛋白的結構及進化分析，并與生物ATP結合蛋白的結構進行比較，以進一步了解ATP結合蛋白的結構和功能。陳白雪等（2015）初步研究體外進化ATP結合蛋白的功能，結果表明，體外進化ATP結合蛋白具有ATP水解活性，其互作能力最強的蛋白是其自身，表明該蛋白易形成自身二聚體。[本研究切入點]目前，有關甘蔗ATP結合蛋白基因結構及分子生物學功能的研究鮮見報道。[擬解決的關鍵問題]克隆甘蔗ATP結合蛋白基因，分析其基本生物學信息及在干旱脅迫下的表達情況，為該基因的功能和應用研究提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試甘蔗品種為新臺糖22號（ROC22），由廣西作物遺傳改良生物技術重點開放實驗室提供。苗期采摘+1葉，-80℃保存備用。pMD18-T載體和SYBR Premix EX Taq試劑盒購自寶生物工程（大連）有限公司；RNA提取試劑盒（RNAprep Pure Plant Kit）購自天根生化科技（北京）有限公司；Power qPCR PreMix（GENEray，GK8020）試劑盒購自上海捷瑞生物工程有限公司；cDNA合成試劑盒（TransScript One-StepgONA Removal and cDNA Synthesis SuperMix）購自北京全式金生物技術有限公司。

1.2干旱脅迫處理

干旱脅迫試驗在避雨大棚中進行，甘蔗苗種植于塑料桶中，每桶3株。試驗設對照組（CK）和處理組，每組重復3次。對照組實行常規栽培管理，正常供水；試驗組在常規栽培30 d（苗期）后一次性澆透水后停止供水進行干旱脅迫，連續跟蹤測定土壤含水量以確定脅迫程度，分別在干旱脅迫7 d（輕度脅迫）、10 d（中度脅迫）、13 d（重度脅迫）及恢復正常供水后第4 d和第8 d時取甘蔗+1葉。將樣品迅速進行液氮冷凍后，置于-80℃冰箱保存備用。

1.3總RNA提取及cDNA合成

利用RNA提取試劑盒提取甘蔗葉片總RNA；用紫外分光光度計和1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA的濃度、純度及完整性。利用cDNA合成試劑盒反轉錄合成cDNA第一鏈。

1.4引物設計

根據乙烯誘導甘蔗差異表達轉錄組數據（羅海斌等，2012）和水分脅迫下甘蔗cDNA文庫中的ATP結合蛋白基因序列，設計其特異性引物（ATP-F：5-ATGCCAGAGCTGCGAAGCAATACTCGT-3'；ATP-R：5-TCAGCACACGGTTCGTCCGTAGCAGAT-3）。引物由北京奧科鼎盛生物科技有限公司合成。

1.5基因克隆

PCR反應體系（25.0 uL）：lOxBuffer（Mg2+Plus）2.5uL，dNTP Mixture（2.5 mmol/L）2.0 uL，ATP-F（10 umol/L）0.5 uL，ATP-R（10 pmol/L）0.5 uL，SYBR Premix EX Taq DNA聚合酶（5 U/uL）0.2 uL，cDNA模板2.0 uL，以ddH20補足至25.0 uL。擴增程序：94℃預變性4 min；94℃30 s，56℃30 s，72℃1 min，進行30個循環；72℃延伸10 min。PCR產物用1.5%瓊脂糖凝膠電泳進行檢測，并用瓊脂糖凝膠回收試劑盒回收目的條帶。將目的條帶連接至pMDl8-T載體后，轉化DH5a感受態細胞，37℃培養過夜，篩選陽性克隆送至北京奧科鼎盛生物科技有限公司測序。

1.6生物信息學分析

1.6.1核苷酸序列及氨基酸序列分析 將測序結果提交至NCBI在線軟件BLAST進行核苷酸序列同源性比對分析，ORF Finder檢測cDNA序列的開放閱讀框；采用ClustalX和DNAMAN對目的基因推導的氨基酸序列進行多序列比對。

1.6.2理化性質及親/疏水性分析 應用Expasy網站的ProtParam對甘蔗ATP結合蛋白進行氨基酸含量、理論分子量及等電點分析；利用ProtScale對ATP結合蛋白進行親/疏水性分析。

1.6.3蛋白質二級結構及三維結構預測 使用SOP-MA預測甘蔗ATP結合蛋白質二級結構，利用同源模型服務軟件SWISS-MODEL進行蛋白質三維結構預測。

1.6.4蛋白質家族、結構域和功能位點預測 應用SMART、PROSITE和NCBI在線軟件Conserveddomain預測甘蔗ATP結合蛋白的家族、結構域和功能位點。

1.6.5蛋白激酶磷酸化修飾位點及序列特征分析采用KinasePhos預測蛋白激酶磷酸化修飾位點，采用MotifScan進行蛋白序列特征分析。

1.6.6蛋白質功能預測 利用TMPRED預測甘蔗ATP結合蛋白的跨膜結構，利用SignalP 4.1 Server預測甘蔗ATP結合蛋白的信號肽，并以在線軟件TargetP和Psort對甘蔗ATP結合蛋白進行亞細胞定位預測，采用ProtFun 2.2 Server對甘蔗ATP結合蛋白進行功能分類。

1.7基因相對表達量分析

以25S為內參基因，采用實時熒光定量PCR（qPCR）檢測ATP結合蛋白基因的相對表達量。根據qPCR引物設計原則設計引物，ATP結合蛋白基因引物為qF：5'-CACAAGGACTGGATAATGGAACA-3和qR：5一ATGATTGCTGAGTGTAAGGAGTT-3。內參基因引物為qF：5'-ATAACCGCATCAGGTCTCCAAG-3'和qR：5'-CCTCAGAGCCAATCCTTTTCC-3。反應體系（20.0 uL）：2XPower qPCR PreMix（with SYBR Green I）10.0 uL，正、反向引物（2 Ixmol/L）各2.0 uL，50XRox Reference Dye 0.4 uL，cDNA模板2.0 uL，ddH2O 3.6 uL。利用Applied Biosystems 7500型熒光定量PCR儀進行qPCR。擴增程序：95℃預變性10 min；95℃10 s，60℃34 s，進行40個循環。循環結束后利用熔解曲線檢測產物特異性：從60℃緩慢升溫至95℃，每上升1℃采集5次熒光信號。設置3次重復，采用2計算ATP結合蛋白的基因相對表達量。

2結果與分析

2.1 RT-PCR擴增結果

以新臺糖22號的葉片總RNA為模板，通過RT-PCR擴增獲得一條清晰條帶，長度為2000-3000 bp（圖1）。序列分析結果表明，克隆獲得甘蔗ATP結合蛋白基因完整編碼區的cDNA序列，并將該基因序列提交至GenBank（登錄號KX908138）。利用ORFFinder分析ATP結合蛋白基因的開放閱讀框，結果表明該基因序列全長2145 bp，包含一個編碼714個氨基酸殘基的完整開放閱讀框（圖2）。

2.2同源基因序列比對結果

將測序結果提交至NCBI在線軟件BLAST進行同源性比對分析，結果（表1）顯示，該序列與玉米（Zea mays）ATP結合蛋白基因的同源性最高，為93%，與玉米（z mays）蛋白激酶基因的同源性為90%，與小麥（Aegilops tauschii）、擬南芥（Arabidopsis thaliana）、菠蘿（Ananas comosus）、芝麻（Sesamum indicum）和棉花（Gossypium arboreum）的同源基因同源性分別為81%、79%、78%、77%和76%。因此，確定克隆獲得的基因序列即為甘蔗ATP結合蛋白基因。

2.3同源蛋白序列比對及系統進化樹構建結果

同源蛋白的氨基酸序列比對結果如圖3所示，甘蔗ATP結合蛋白與同源蛋白的氨基酸序列均具有低復雜度區域（Low complexity region）、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶催化結構域（S TKC domain）和蛋白激酶結構域（Pfam domain），說明ATP結合蛋白基因具有高度保守性；甘蔗ATP結合蛋白與玉米ATP結合蛋白的氨基酸序列同源性達93%。

甘蔗ATP結合蛋白與其他植物同源蛋白的系統發育進化樹如圖4所示，甘蔗ATP結合蛋白與玉米ATP結合蛋白的氨基酸序列同源性最高（95%），表明甘蔗和玉米親緣關系最近，與同源性比對分析結果基本一致

2.4理化性質及親/疏水性分析

甘蔗ATP蛋白的理化性質分析結果顯示，該蛋白含有714個氨基酸，分子式為C357H5536N1000O1025S30，相對分子量79.430 kD，理論等電點（pI）9.33，不穩定系數44.38，推測該蛋白屬于不穩定蛋白；含正電荷氨基酸殘基（精氨酸+賴氨酸）99個，負電荷氨基酸殘基（天冬氨酸+谷氨酸）75個；含丙氨酸8.80%、甘氨酸8.40%、賴氨酸7.60%、亮氨酸7.10%、色氨酸7.00%和脯氨酸6.80%，不含吡咯賴氨酸和硒半胱氨酸；親水性平均系數（GRAVY）為-0.505，說明該蛋白為親水性蛋白。

甘蔗ATP結合蛋白的親/疏水性分析結果如圖5所示，該蛋白中親水性氨基酸比例超過50.00%，親水區域均勻地分布于整個呔鏈，分值較高；疏水區域較少，分值較低；在255-275和515-535位各含有一個疏水性區域，表明該蛋白可能為具有2個跨膜區的親水性蛋白。

2.5蛋白質二級結構及三維結構預測結果

甘蔗ATP結合蛋白二級結構預測結果如圖6所示，該蛋白的二級結構中，無規則卷曲占42.02%，α螺旋占25.63%，延伸鏈占22.27%，B轉角占10.08%。表明該蛋白的二級結構主要由無規則卷曲、α螺旋結構和延伸鏈結構構成。

基于同源建模原理，通過SWISS-MODEL構建甘蔗ATP結合蛋白的三維結構模型（圖7），其分析結果顯示，甘蔗ATP結合蛋白與同源蛋白的序列相似性為41.54%，說明所構建的三維模型準確性較高；該蛋白主要由α螺旋和無規則卷曲結構構成，與SOPAM的二級結構預測結果基本一致。

2.6蛋白質家族、結構域和功能位點預測結果

甘蔗ATP結合蛋白的功能結構域預測結果（圖8-a）顯示，該蛋白的A處為未知結構位點（1-25 aa），B處為低復雜度區域（26-68 aa），C處為未知結構位點（69-154 aa），D處為絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶催化結構域（155-410 aa），屬于磷酸轉移酶和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶亞族，E處為未知結構位點（411-714aa）。甘蔗ATP結合蛋白的保守結構域預測結果（圖8-b）顯示，甘蔗ATP結合蛋白包含ATP結合位點、活性位點、多肽底物結合位點和活化環4個功能位點，具有6個結構域，分別為STKc CKl（絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶催化結構域）、SPS1（絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶信號轉導機制）、PHA02882（假定的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶）、Pkinase（蛋白激酶結構域）、S TKc（絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶催化結構域、磷酸轉移酶、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶亞族）和arch bud32（相關激酶肽鏈內切酶bud32）。2個軟件的分析結果均顯示，甘蔗ATP結合蛋白含有S TKc（絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶催化結構域），屬于蛋白激酶家族成員。

甘蔗ATP結合蛋白的蛋白家族和結構域預測結果（圖8-c）顯示，該蛋白的氨基酸序列有1條序列譜（PS50011），與2條模式（PS00107和PS00108）匹配；具有蛋白激酶催化結構域（155-432 aa）、蛋白激酶ATP結合區（161-192 aa）、ATP核苷酸結合位點（161-169 aa）和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性位點（280-292 aa）。

2.7蛋白激酶磷酸化修飾位點及序列特征分析結果

甘蔗ATP結合蛋白激酶磷酸化修飾位點預測結果顯示，有50個絲氨酸激酶、27個蘇氨酸激酶和30個酪氨酸激酶磷酸化位點，無組氨酸磷酸化位點；當限定值設為90%時，僅發現22個絲氨酸激酶磷酸化位點，推測甘蔗ATP結合蛋白具有多個絲氨酸激酶磷酸化修飾位點。

甘蔗ATP結合蛋白序列Motif（模序）特征預測結果顯示，該蛋白具有2個AMIDATION SITE（酰胺化位點）、2個ASN GLYCOSYLATION（糖基化位點）、1個℃AMP PHOSPHO SITE（環腺苷酸蛋白激酶磷酸化位點）、7個CK2 PHOSPHO SITE（酪蛋白激酶磷酸化位點）、11個MYR/STYL SITE（十四烷酰化位點）、6個PKC PHOSPHO SITE（蛋白激酶C磷酸化位點）、5個TYR PHOSPHO SITE（酪氨酸激酶磷酸化位點）、1個PROTEIN KINASE ATP（蛋白激酶ATP結合區）、2個PROTEIN KINASE DOM（蛋白激酶結構域）、1個NLS BP（核定位信號）、1個APH（磷酸化轉移酶家族）、2個Pkinase Tyr（蛋白酪氨酸激酶結構域）和1個Octapeptide repeat（八肽重復），表明甘蔗ATP結合蛋白可能與抗病及抗逆性相關。

2.8蛋白質功能預測結果

2.8.1跨膜區結構和信號肽預測結果 甘蔗ATP結合蛋白跨膜區域預測結果（圖9）顯示，該蛋白可能具有3個跨膜螺旋區，分別在251-272、514-540和56 1-578 aa，與其親/疏水性分析結果基本一致，由此推測該蛋白發揮膜受體作用，是位于細胞膜上的錨定蛋白或離子通道蛋白等。

甘蔗ATP結合蛋白分泌型信號肽剪切位點預測結果（圖10）顯示，該蛋白無信號肽，說明其定位于細胞質基質或細胞器基質中，不屬于分泌蛋白。

2.8.2亞細胞定位及功能分類結果 甘蔗ATP結合蛋白及其同源蛋白的亞細胞定位分析結果（表2）顯示，該蛋白基因序列具有葉綠體轉運肽、線粒體靶向肽、其他細胞器靶向肽等序列特征，推測甘蔗ATP結合蛋白主要位于細胞的葉綠體、線粒體或其他亞細胞器。甘蔗ATP結合蛋白的亞細胞定位分析結果（表3）顯示，ATP結合蛋白主要位于細胞核，其次是線粒體基質和過氧化物酶體。綜上所述，甘蔗ATP結合蛋白可能主要在細胞核、葉綠體、線粒體和過氧化物酶體中發揮作用。甘蔗ATP結合蛋白的功能分類結果（表4）顯示，該蛋白為代謝調控蛋白，但基因本體分類預測結果顯示，該蛋白是一種轉錄調控蛋白，可能參與轉錄、免疫應答及脅迫應答等生物反應。

2.9 ATP結合蛋白基因在干旱脅迫下的表達情況

qPCR檢測結果如圖11所示，在干旱脅迫7 d后，甘蔗ATP結合蛋白基因的表達量明顯下調，約為對照的30%，隨著脅迫時間延長，表達量逐漸穩定，但明顯低于對照，恢復正常供水（復水）后，表達量回升，且隨著復水時間的延長，表達量與對照趨于一致。由此推測ATP結合蛋白基因在甘蔗抗旱的分子機制中發揮調控作用。

3討論

ATP結合蛋白能參與轉錄調控、免疫應答、脅迫應答等生物反應，在許多生理和病理過程中發揮重要作用（Tameling et al.，2002；Macovei et al.，2011；Mbah，2014）。長期以來，我國多以動物、微生物和人體組織作為研究對象，圍繞ATP結合蛋白在免疫應答和抑制病原細胞發展等方面的功能研究最廣泛、系統和深入。但關于ATP結合蛋白在植物中的作用及其作用機理的報道較少，缺乏系統研究。本研究克隆獲得甘蔗ATP結合蛋白基因完整編碼區的cDNA序列，其推導的氨基酸序列與其他植物同源蛋白的氨基酸序列有保守的特異性序列和較高的序列相似性，其中與玉米ATP結合蛋白的氨基酸序列同源性最高，達93%，具有潛在的生物學意義。

蛋白質結構是體現生物功能的基礎。本研究發現，甘蔗ATP結合蛋白主要由α螺旋、無規則卷曲和延伸鏈結構構成，高度親水性，是一種能形成2-3個通道的跨膜蛋白。蛋白質的磷酸化與去磷酸化過程是生物體內普遍存在的信息傳導調節方式，幾乎涉及所有的生理和病理過程，對蛋白質的功能調節發揮關鍵作用，同時許多重要的細胞表面蛋白、識別蛋白和分泌蛋白均帶有一個或數個糖基，其具有重要的生理功能。本研究發現，甘蔗ATP結合蛋白不僅含有多個有蛋白激酶磷酸化位點和糖基化位點，還具有蛋白激酶催化結構域、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性位點、蛋白激酶ATP結合位點、多肽底物結合位點、蛋白激酶活性位點、NBS及核定位信號（NLS BP），由此推斷該蛋白既屬于蛋白激酶家族成員，又屬于ATP結合蛋白家族成員。許多蛋白家族，包括RAS（Ratsarcoma）族蛋白、ATPase延伸因子、R基因（Resistance gene）編碼蛋白及ATP和GTP的結合蛋白均含有NBS（Tameling et al.，2002；闕友雄等，2009；張立榮等，2011）。NBs包含激酶-1a或P環、激酶-2和激酶-3a 3個ATP/GTP結合基序，是植物抗病基因中最重要的保守結構域之一（Tameling et al，2002）。本研究克隆獲得甘蔗ATP結合蛋白基因，該基因序列包含典型的NBS基序，與抗病抗逆特性具有較大的相關性（Anser et al.，1996）。ATP結合蛋白有跨膜區，無信號肽，說明其不屬于分泌蛋白，是由游離的核糖體合成的蛋白質，其釋放到胞質溶膠中再分別轉運到線粒體、細胞核、過氧化物酶體等細胞器中發揮作用。本研究亞細胞定位分析結果顯示，該蛋白主要位于細胞核、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體，進一步證實了前人的研究結論，即Kamijo等（1990）研究發現大鼠肝臟過氧化物酶膜蛋白（PMP70）是參與跨過氧化物酶膜主動運輸的ATP結合蛋白，Keiko等（2003）研究發現菠菜葉綠體膜蛋白是ATP結合蛋白。由此推測，甘蔗ATP結合蛋白是主要位于細胞核、線粒體、葉綠體和過氧化物酶的膜蛋白。

此外，本研究采用qPCR檢測甘蔗ATP結合蛋白基因的表達特性，結果顯示，經脅迫處理后，該基因的表達量呈明顯下調趨勢，恢復正常供水后，其表達量開始回升，表明該基因與抗旱性相關，推測該基因參與甘蔗對干旱逆境脅迫響應的代謝調控，在甘蔗抗旱分子機制中發揮調控作用。

4結論

甘蔗ATP結合蛋白基因表達受干旱脅迫誘導，可能參與甘蔗對干旱逆境脅迫響應的代謝調控。