AGPase反义基因转化番茄研究

将含有魔芋AGPase反义基因的质粒pBAGP通过冻融法转化到根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌株LBA4404中,再采用叶盘法将其转化进番茄(Lycopersicon esculentumMill.)栽培品种"合作908"中,获得含AGPase基因的番茄抗性植株。最后,经卡那抗性鉴定、NPTⅡ基因和AGPase基因PCR扩增和PCR-Southern杂交检测表明,反义AGPase基因成功整合到番茄基因组,为番茄改良品质育种奠定了材料基础。

木薯淀粉合成关键酶AGPase小亚基基因全长克隆

【目的】克隆木薯腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)小亚基基因cDNA全长序列,为木薯高淀粉品种的分子育种提供依据。【方法】根据木薯AGPase小亚基基因已知片段设计特异性引物,以木薯根、茎、叶为材料,利用PCR及RACE克隆木薯AGPase小亚基基因cDNA全长序列。运用生物信息学方法对其核苷酸序列和推导氨基酸的理化性质、蛋白质三级结构进行系统分析。【结果】克隆获得木薯淀粉合成关键酶AGPase小亚基cDNA全长1566bp,其中包括1566bp的完整ORF,编码一个含521个氨基酸的多肽。其理论蛋白质分子量57.01kDa,等电点6.1,呈酸性。多重序列比较分析结果显示,木薯淀粉合成关键酶AGPase小亚基核苷酸序列与蓖麻、麻风树和杨树相应序列的相似性分别为87%、87%和86%。结合系统进化树分析结果推测,木薯淀粉合成关键酶AGPase小亚基在不同物种及进化过程中具有高度的保守性。蛋白三级结构分析结果表明,木薯AGPase小亚基蛋白具有15个α-螺旋、24个β-折叠和多个转角。【结论】木薯AGPase小亚基基因cDNA全长序列与蓖麻、麻风树和杨树等具有较高的同源性。

陆地棉AGPase基因家族的鉴定及表达分析

【目的】腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(adenosine diphosphate-glucose pyrophosphorylase,AGPase)是淀粉生物合成途径的限速酶,在植物“源”、“库”器官淀粉的合成与积累过程中扮演着重要角色,然而棉花中AGPase基因家族的系统研究工作尚未开展。【方法】基于已公布的陆地棉标准系TM-1基因组数据,利用生物信息学方法对陆地棉AGPase基因家族进行全基因组鉴定,并对该家族成员的理化性质、系统进化关系、基因结构、启动子区顺式作用元件进行分析。利用转录组数据和实时荧光定量聚合酶链式反应分析AGPase家族基因的组织表达特性和在非生物胁迫下的表达模式。【结果】在陆地棉基因组中,共鉴定到20个AGPase基因(GhAGP),不均匀地分布在16条染色体上。GhAGP基因包含12个大亚基基因和8个小亚基基因共2类,同一类GhAGP基因具有相似的保守基序和外显子-内含子结构。GhAGP基因启动子区含有多个与植物激素、非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。组织表达分析结果显示,GhAGP基因具有不同的组织表达模式。非生物胁迫下的表达分析表明,多数GhAGP基因响应低温、高温、盐和干旱胁迫诱导表达,其中GhAGPL1和GhAGPL7参与棉花对多种逆境胁迫的响应。【结论】明确了陆地棉AGPase基因家族成员的分布特征、结构特征以及系统进化特征,初步揭示了该家族基因在棉花响应外界环境胁迫中的功能,可为棉花淀粉性状的遗传改良和抗逆育种提供重要的候选基因资源。

过表达AGPase编码基因对甘蓝型油菜种子淀粉含量及油脂合成的影响

为了解腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)基因的功能及其与油菜种子油脂含量变化之间的关系,通过构建2类特异启动子-基因的表达载体:pMB-DOF-Glgc(含拟南芥球形胚阶段启动子DOF及大肠杆菌AGPase突变基因Glgc 16)和pMB-Cruc-Glgc(含油菜种子特异蛋白启动子Cruc和Glgc 16),获得转基因甘蓝型油菜株系,分别在胚胎早、晚期特异过表达外源AGPase基因Glgc,拟增加油菜胚淀粉的合成,促进脂肪酸的合成,达到增加油菜种子含油量的目的。利用qPCR方法,从两组转化植株中筛选出10个单拷贝阳性株,分析不同发育时期种子淀粉和含油量。结果表明,DOF:Glgc和CruC:Glgc转化体种子淀粉含量显著增加,且增加的峰值与启动子时空特异性一致。具体表现为:从淀粉含量变化看,DOF:Glgc组和CruC:Glgc组种子平均相对淀粉含量分别从发育前期(22 DAF,开花后22 d)和发育中期(35 DAF)开始较对照增加;而对照淀粉积累峰值均出现在31 DAF,分别是9.43%和9.76%;DOF:Glgc组的峰值也出现在31 DAF,达12.33%;CruC:Glgc组出现在35 DAF,达12.92%,相反地,两组对照成熟种子平均含油量分别为40.12%和40.00%,两组转基因组则为40.35%和40.26%。测定已获得的150株转基因阳性植株的种子含油量,结果显示:DOF:Glgc组和CruC:Glgc组平均含油量分别为40.58%和40.60%,空载体转基因对照的受体材料平均含油量分别为40.30%和40.33%,种子含油量增加并不显著。综上结果提示,增加油菜胚中的淀粉含量可能无法改变最终碳流的分配从而影响种子含油量。

小麦灌浆期子粒淀粉合成关键酶活性对不同水氮条件的响应

在盆栽条件下,以旱地小麦品种长旱58为材料,研究了3种不同施氮条件下,灌浆期两种供水处理的小麦子粒中蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化特征。发现干旱处理有利于小麦灌浆前中期淀粉积累,干旱能提高子粒中蔗糖合成酶(SS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)以及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)的活性,干旱处理会降低灌浆后期子粒中淀粉合成相关酶活性及淀粉积累。结果表明在中氮水平下,干旱处理提高了小麦灌浆前期子粒中淀粉合成相关酶的生理活性、进而促进了小麦子粒中淀粉的合成与积累。