抗性淀粉含量不同的小麦品种(系)淀粉分支酶SBEⅡa和SBEⅡb基因多态性分析

【目的】克隆抗性淀粉含量不同的小麦品种(系)中淀粉合成酶关键基因SBEⅡa和SBEⅡb进行多态性分析,从分子水平阐述不同小麦品种(系)间抗性淀粉含量差异的原因。【方法】根据Gene Bank中公布的小麦SBEⅡa(AF286319.1)和SBEⅡb(AY740401.1)基因序列设计特异性引物,利用RT-PCR技术克隆SBEⅡa和SBEⅡb基因序列,利用Clustal.W进行测序结果的比对分析,NCBI Conserved domain和inte Pro在线网站对SBEⅡa和SBEⅡb氨基酸序列进行结构域预测,寻找影响抗性淀粉含量的主效基因位点。【结果】克隆了SBEⅡa(2 471 bp)、SBEⅡb(2 510 bp)基因ORF(open reading frame,ORF)全长。序列分析表明:SBEⅡa、SBEⅡb基因与公布的序列同源性分别为98.64%和99.07%。【结论】SBEⅡa基因ORF的三个结构域中未发现影响籽粒抗性淀粉含量的候选差异位点。在SBEⅡb基因编码区羧基C-末端的3个候选差异位点和α-淀粉催化酶结构域的1个候选差异位点可能是造成小麦品种(系)间抗性淀粉含量差异的原因。SBEⅡa、SBEⅡb氨基N-末端前面序列中共计10个单碱基变异作为潜在差异位点,也可能参与SBE基因的表达。

玉米淀粉分支酶基因SBEⅡ b高效沉默表达载体的构建及转化表达

淀粉分支酶(starch branching enzyme,SBE)是淀粉合成的限速酶。为了进一步研究SBEⅡb沉默对玉米生长及直链淀粉合成的影响,克隆了玉米(Zea mays)淀粉分支酶SBEⅡb基因片段,构建了SBEⅡb的发卡结构表达载体p TFU-SBEⅡb hairpin,用农杆菌介导法将其导入玉米HiⅡ幼胚中,经除草剂筛选获得了194株转化再生植株,其中4株结实,获得转基因种子35粒。T1代植株经PCR及试纸条检测获得3株阳性材料,半定量RT-PCR结果得出SBEⅡb的表达量降低,推断出基因表达水平降低对直链淀粉的合成具有正效应。

小麦淀粉分支酶基因SBE-Ⅱb植物表达载体的构建及表达鉴定

从花后15 d的小麦(Triticum aestivum L.)胚乳中提取RNA,根据GeneBank上已经公布的小麦淀粉分支酶基因(SBE-Ⅱb)序列(AY740401.1)设计引物,经RT-PCR扩增得到一条2 511 bp的条带,测序结果与公布的序列一致。将克隆得到的基因构建到了植物表达载体pPZP35S上,通过农杆菌叶盘转化法转化烟草叶片,经卡那霉素筛选、PCR扩增鉴定证明,SBE-Ⅱb基因已成功转入烟草细胞中,获得4个转基因株系。转基因烟草叶片与野生型比较,颜色变暗,植株较小。RT-PCR半定量和实时荧光定量RT-PCR分析表明,转基因烟草株系的叶片中有SBE-Ⅱb基因的表达,与对照植株相比,转SBE-Ⅱb基因的植株中的转录本达到了显著性的变化,但是其淀粉分支酶活性没有达到显著性变化。

玉米高直链淀粉合成通路研究进展及应用

直链淀粉的含量是玉米淀粉品质的重要指标,sbeⅡb是直链淀粉合成的关键基因。sbeⅡb基因的隐性突变能够降低淀粉合成途径中的淀粉分支酶(SBEⅡB)的活性,使支链淀粉合成减少而胚乳直链淀粉相对含量提升。淀粉生物合成过程中除了sbeⅡb外,还有sbeⅠ、su2、du等基因参与淀粉的生物合成,这些基因对直链淀粉含量的提高具有一定的修饰作用。本研究对玉米淀粉生物合成通路,该通路中支链、直链淀粉合成所需的酶及相关编码基因的功能,玉米直链淀粉提高的途径以及直链淀粉在各领域的应用等方面进行概述,并展望高直链淀粉玉米未来的需求及利用。本研究结果为玉米直链淀粉研究及应用提供借鉴。

玉米ae基因的研究进展

ae基因是一种胚乳突变基因。玉米ae突变体的表现型为玻璃状、无光泽胚乳。ae基因编码淀粉分枝酶Ⅱb(SBEⅡb)是SBEⅡb的结构基因,ae基因定位在玉米第5条染色体长臂上,在玉米中是单拷贝基因。在ae突变体胚乳中,SBEⅡb的活性缺失,子粒的表观直链淀粉含量增加,同时支链淀粉的α-l,6糖苷键分支点的数量降低。本文对ae基因的结构、功能、特性等作了一个较全面的综述,对其做更深入的研究,以改良淀粉品质。