果胶甲基酯酶抑制因子（PMEIs）是一类多基因家族,其具有调节果胶甲基酯酶（PMEs）活性的功能。PMEI首先在猕猴桃中发现,能够抑制植物来源的果胶甲基酯酶（PMEs）活性。目前,PMEI已在多种物种中报道,如拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryza sativa）、棉花（Gossypium hirsutum）等。研究表明PMEIs具有多种生物学功能:包括影响植物生长、果实发育和成熟、细胞和器官的大小、植物抗逆以及病原菌的防御等。目前,在木薯中关于PMEI的相关报道较少,它们的生理作用以及调控机制有待解析。本实验室前期在一个抗采后生理性变质的木薯种质（RYG-1）中发现一个果胶甲基酯酶抑制因子基因表达量显著增加,推测该基因与木薯抗逆过程相关,经BLAST比对后将其命名为Me PMEI1。本研究克隆了Me PMEI1并在拟南芥中进行过表达,探究该基因对植物生长的影响以及在盐胁迫、干旱胁迫、外源ABA响应方面的功能。为了探究Me PMEI1的互作网络,构建了木薯根、茎、叶、花、果实、种子混合c DNA文库,并通过酵母双杂交技术筛选Me PMEI1的互作蛋白,通过回转验证及双分子荧光技术验证蛋白互作的真实性。利用华南8号（SC8）和RYG-1种质的转录组数据分析Me PMEI1、Gly2、VDAC2基因在新鲜块根及放置3周块根中的表达。实验结果为我们进一步了解木薯Me PMEI1蛋白互作网络及其在抗逆过程中的调控机制提供新思路。主要实验结果如下:1.从木薯中克隆了一个编码果胶甲基酯酶抑制因子的基因Me PMEI1,该基因CDS长609 bp,无内含子,编码203个氨基酸。目标基因编码的蛋白与拟南芥中的At PMEI13同源性最高。生物信息学分析表明Me PMEI1含1个信号肽与1个保守的PMEI结构域。2.将Me PMEI1与GFP融合后在烟草叶片中瞬时表达,结果表明该融合蛋白定位于胞外间隙,从而推测Me PMEI1可能为分泌型蛋白。3.对转基因拟南芥进行表型观察及胁迫处理结果发现:相同培养条件下,Me PMEI1过表达拟南芥长势明显优于野生型拟南芥。在浓度为100 mmol/L的Na Cl处理下,WT植株死亡,而Me PMEI1过表达植株仍然存活;在甘露醇和ABA处理下,根系较对照发达。综上所述,Me PMEI1参与拟南芥的盐胁迫、干旱胁迫和ABA响应,并提高了拟南芥幼苗的抗逆能力。4.成功构建了p GBKT7-Me PMEI1诱饵载体,并进行了毒性测验和自激活检测。通过酵母双杂交技术对Me PMEI1和3个果胶甲基酯酶Me PME1~3进行点对点互作实验,结果表明,Me PME1~3蛋白均不与Me PMEI1直接互作。5.以SC8木薯根、茎、叶、花、果实、种子混合样品为材料,成功构建酵母双杂c DNA文库。将p GBKT7-Me PMEI1诱饵质粒与c DNA文库共同转化至AH109酵母细胞中,初步获得37个含完整ORF的编码蛋白,包括乙二醛酶（Glyoxalase-2）、电压依赖性阴离子通道蛋白2（VDAC2）、氮素调节蛋白、木糖葡萄糖转移酶（TCH4）等。6.从SC8木薯c DNA中成功克隆到LHCA4、DUF4409、DUF3007、PSAK、PUB、VDAC2、P-II、Glyoxalase2、RPS20、P2C、CCR4、PPCTI 12个候选蛋白的基因CDS全长序列,并构建了p GADT7猎物载体。通过点对点回转验证,结果VDAC2和Gly2两个蛋白通过验证能与Me PMEI1蛋白互作。然后成功构建了双分子荧光表达载体:p NC-Me PMEI1-Ecc、p NC-VDAC2-Enc、p NC-Gly2-Enc,经双分子荧光实验进一步验证了VDAC2和Gly2蛋白均与Me PMEI1蛋白存在互作关系。7.通过转录组数据分析发现,Me PMEI1、VDAC2、Gly2基因在木薯须根、块根、根尖、茎、茎尖、叶片、叶柄、腋芽、中脉、体胚、脆性愈伤11种组织中都有表达。在各组织或器官中,VDAC2表达最高,Me PMEI1基因表达最低。VDAC2基因在根尖、腋芽、体胚、脆性愈伤和茎尖中细胞分裂旺盛的组织中表达量较高,且在体胚中表达量最高,而在块根、茎叶中表达较低;Gly2基因在所有组织中均有表达,但表达量较VDAC2低,在根尖中表达水平相对较高。Me PMEI1基因在上述组织或器官中表达量均较低。分析SC8和耐贮藏种质RYG-1的新鲜块根、放置3周块根的转录组数据发现,VDAC2基因在SC8中的表达量较高,在放置3周RYG-1种质的块根中表达量显著下调,Gly2和Me PMEI1基因的表达量在RYG-1种质放置3周的块根中显著上调,在SC8、RYG-1的新鲜块根以及SC8放置3周块根中的表达水平较低。推测在延缓木薯块根采后变质中,VDAC2与Me PMEI1基因间可能存在负调控作用,而Gly2和Me PMEI1间存在正调控作用。