农杆菌介导法获得转可溶性淀粉合成酶基因籼稻

采用农杆菌介导法将胚乳特异性表达谷蛋白1(Glutelin1,Gtl)基因控制下的可溶性淀粉合成酶基因sss导入籼稻恢复系明恢86,共获得53个独立转化再生植株。PCR检测表明,sss基因已整合进水稻的基因组中。直链淀粉含量测定结果表明,转基因植株后代直链淀粉含量较对照有较大幅度的下降。

Wx^mp基因背景下可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和去分支酶基因PUL对水稻蒸煮食味品质的影响

【目的】分析在同一主效基因(Wx^mp)背景下可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和去分支酶基因PUL对稻米蒸煮食味品质的影响,以期为水稻品质遗传改良提供依据。【方法】选择在SSⅡa和PUL存在多态性而其他淀粉合成酶相关基因没有多态性的半糯品系宁0145和粳稻品种武运粳21进行杂交,获得F2群体与F3株系。利用分子标记,选择含有Wx^mp基因的F2单株与F3株系,将这些F2单株与F3株系分成SSⅡa^nPUL^n、SSⅡa^nPUL^w、SSⅡa^wPUL^n和SSⅡa^wPUL^w4种基因型(n和w分别表示该基因来源于宁0145和武运粳21),分析不同基因型蒸煮食味品质性状的差异,探讨同一Wxmp基因背景下不同SSⅡa和PUL等位基因对蒸煮食味品质性状的影响。【结果】不同基因型间蒸煮食味品质性状均存在显著差异,来源于武运粳21的SSⅡa^w基因和PUL^w基因分别使直链淀粉含量增加0.29%~1.00%和0.62%~1.18%,且PUL的效应大于SSⅡa,两者间存在互作效应。SSⅡa^w基因和PUL^w基因降低胶稠度和崩解值,提高了热浆黏度、冷胶黏度、消减值和回复值,对糊化温度、峰值黏度和峰值时间的作用较小。【结论】明确了Wx^mp背景下SSⅡa和PUL基因对稻米蒸煮食味品质的遗传效应,该研究结果为SSⅡa和PUL基因的分子标记辅助选择改良稻米品质提供了理论依据。

水稻可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和SSⅢa的功能、等位变异及其互作研究进展

水稻淀粉合成对稻米品质的影响研究一直备受关注,是水稻基础科学研究的热点和难点之一。淀粉合成途径受众多酶催化调控,可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase,SSS)是其中较重要的一种,极大地影响稻米食味品质的形成。可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和SSⅢa是控制稻米糊化温度和胚乳支链淀粉生物合成途径中的两个关键基因。本文重点回顾并归纳了国内外关于SSⅡa和SSⅢa基因的功能、等位变异及其互作对稻米蒸煮食味品质影响的最新研究进展,同时对SSⅡa和SSⅢa基因的育种利用前景进行了展望,以期为稻米品质分子改良和育种提供参考依据。

莲藕可溶性淀粉合成酶基因LrSSS的克隆与表达特性分析

以莲藕品种‘美人红’叶片为试材，利用RACE结合RT～PCR技术克隆得到全长4080bp的莲藕可溶性淀粉合成酶基因（LrSSS）cDNA序列（Gen Bank 登录号：KP201636），其中开放阅读框3696bp，

芋可溶性淀粉合成酶CeSS基因家族的克隆和表达分析

为探索芋淀粉合成机理,本研究从靖江香沙芋中克隆获得了3个芋可溶性淀粉合酶(CeSS)家族基因。3个基因CeSSI、CeSSII、CeSSIII碱基序列全长分别为1932 bp、2409 bp、3606 bp,编码形成3个亲水性蛋白质。系统进化分析结果显示,3个蛋白质CeSSI、CeSSII、CeSSIII与海枣、芦笋、药用稻等单子叶植物的亲缘关系较近。表达分析结果表明,这3个CeSS基因广泛存在于芋的叶片、叶柄、母芋和子芋中。CeSSI和CeSSII的表达水平随芋球茎的发育而显著增加,在种植150 d达到峰值,而CeSSIII在成熟后期(种植180 d)的芋球茎中表达量较高。

粳稻杂种后代胚乳可溶性淀粉合成酶及同工型基因表达特性分析

以籽粒直链淀粉含量为选择指标,从东农423×藤系180F2代起连续定向选择培育成的籽粒直链淀粉含量有显著差异的F10后代东农1006(直链淀粉含量为18.82%)、东农1012(直链淀粉含量为7.70%),同样,从系选1号×通769后代中选出东农1001(直链淀粉含量为17.51%)、东农1024(直链淀粉含量为7.40%)比较分析了灌浆过程中籽粒直链淀粉含量和可溶性淀粉合成酶活性及同工型基因表达量等变化特征。结果表明,灌浆不同时期籽粒直链淀粉含量低的后代及亲本直链淀粉量始终低于直链淀粉含量高的后代及亲本;成熟期籽粒直链淀粉含量低的亲本和后代籽粒支链淀粉含量均显著高于籽粒直链淀粉含量高的亲本和后代,抽穗后10d、17d、24d的籽粒直链淀粉含量与支链淀粉含量间均呈负相关,但相关未达显著水平;抽穗后10d、17d、24d的可溶性淀粉合成酶活性与籽粒直链淀粉含量的相关系数分别为0.8115**,-0.7554*,-0.5957,与支链淀粉含量的相关系数分别为-0.0694,0.5453,-0.0207;在灌浆过程中亲本及后代的胚乳OsSSSⅠ、OsSSSⅡ-1、OsSSSⅡ-3、OsSSSⅢ-1和OsSSSⅢ-2基因随籽粒灌浆进程其mRNA转录表达量逐渐增加,达到峰值后又逐渐下降,呈单峰曲线变化;而OsSSSⅢ-2和OsSSSⅣ-2基因mRNA转录表达量在灌浆各时期都比其他基因大;灌浆不同时期直链淀粉含量高的后代与高亲相比、直链淀粉含量低的后代与低亲相比,既有转录表达量增加的基因,也有降低的基因;可溶性淀粉合成酶活性与OsSSSⅠ、OsSSSⅡ-3、OsSSSⅢ-2的mRNA转录表达量正相关,相关达显著水平;与OsSSSⅡ-1、OsSSSⅣ-2的mRNA转录表达量正相关,但相关未达显著水平,与OsSSSⅢ-1的mRNA转录表达量呈负相关,但相关未达显著水平。

木薯可溶性淀粉合成酶基因SSII克隆及生物学分析

以木薯品种SC124为试材，采用RT-PCR的方法，克隆了木薯可溶性淀粉合成酶基因SSII的全长，并对其进行生物学分析。结果表明：克隆的基因全长包含完整的开放阅读框2256bp，编码751个氨基酸，通过核苷酸序列同源性分析，该cDNA与基因库中登录的木薯SSII（登录号为：EF667961．1）序列同源性达到99％，但与其它植物的同源性较低，为77％～84Yd。对木薯SSII多态性分析可知，在木薯基因组内存在等位基因及旁系同源基因。

小麦淀粉粒束缚淀粉合成酶基因多态性的分子鉴定

运用 6 %的SDS PAGE对 14个小麦品种成熟籽粒Wx蛋白的多态性进行了鉴定 ,结果表明 ,14个小麦品种根据其Wx蛋白的缺失情况可分为 6种组合类型。另外 ,根据Wx A1、Wx B1和Wx D1这 3个位点基因序列和变异情况分别设计了PCR引物 ,扩增结果表明 :Wx A1位点突变材料扩增产物为 32 7bp ,正常材料中扩增不到该特异带 ;在Wx B1位点扩增出 187bp目标带 ,突变材料没有该扩增产物 ;在Wx D1位点扩增出约 70 0bp目标带 ,突变材料没有该特异带。与前人的研究结果相比 ,Wx B1引物在 3个位点的扩增产物长度更短 ,差异更大 ,在 2 %琼脂糖胶上即可清楚分开 ,缩短了鉴定时间 ,提高了效率 。

不同小麦品种籽粒淀粉合成酶基因的表达及其与淀粉积累的关系

为探寻不同专用类型小麦籽粒品质调控的途径,以不同专用类型小麦品种为材料,比较了其籽粒淀粉合成酶基因表达、淀粉合成酶活性以及淀粉积累速率动态特征,并分析了三者之间的相关性。结果表明,整个灌浆期间,籽粒淀粉合成酶基因(AGPase1、GBSSI、SSSIII、SBEI)相对表达量、淀粉合成酶(AGPase、GBSS、SSS、SBE)活性及直、支链淀粉积累速率均表现为强筋小麦中优9507>中筋小麦淮麦18>弱筋小麦宁麦9号>糯小麦Wx11。相关分析表明,AGPase1、SSSIII、SBEI基因的相对表达量最大值与AGPase、SSS、SBE活性峰值均呈极显著正相关;GBSSI基因相对表达量最大值与GBSS活性峰值相关不显著;4种淀粉合成酶基因相对表达量最大值均与籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率峰值呈极显著正相关;4种淀粉合成酶活性与籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率均呈极显著正相关。

小麦籽粒淀粉合成酶基因表达与酶活性特征的研究

为研究小麦籽粒淀粉合成酶基因表达与酶活性的特征，以普通小麦品种秦麦11（粒重36．942rag／粒，淀粉含量61．02％）和中优9507（粒重50．636mg／粒，淀粉含量68．36％）为材料，采用实时荧光定量RT-PCR方法，对灌浆期籽粒淀粉合成酶相关基因的表达进行了研究，并对其表达量与相应酶活性的相关性做了分析。结果表明，腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因（AGPase）、束缚态淀粉合成酶基因（GBSSI）、可溶性淀粉合成酶基因（SSS）、淀粉分支酶基因（SBE）表达均呈单峰曲线变化，在花后3d内检测不到其表达，花后4～6d这些基因开始表达。AGPase和SSS在花后12d左右表达量达到高峰，GBSSI和SBE在花后15d左右的表达量最大。自花后18d开始，各基因的表达量均显著下降。中优9507在表达高峰期（即花后第12、15、18d）的酶基因相对表达量均显著高于秦麦11，且差异均达显著水平。整个灌浆期间中优9507的四种淀粉合成酶活性高于秦麦11，尤其在灌浆中期差异更显著。相关分析表明，AGPase、SSS、SBE基因在花后15d的相对表达量与相应酶活性间呈极显著正相关，而GBSS基因的相对表达量与GBSS酶活性间相关不显著，暗示AGPase、SSS、SBE基因在籽粒淀粉合成过程中属于转录水平调控，而GBSSI基因属于转录后调控。

小麦籽粒胚乳淀粉合成酶基因表达及酶活性分析

为研究小麦籽粒淀粉合成酶基因表达与酶活性的特征,选用4个淀粉含量差异较大的普通六倍体小麦新春24、E28(高淀粉含量组)和宁春16、安农9912(低淀粉含量组)为试验材料,采用实时荧光定量RT-PCR,对灌浆期籽粒淀粉合成酶相关基因的表达进行研究,并对其表达量与相应酶活性的相关性做了分析。结果表明,束缚态淀粉合成酶基因(GBSS)、可溶性淀粉合成酶基因(SSS)、淀粉分支酶基因(SBE)、淀粉去分支酶(DBE)基因均呈单峰曲线变化。利用实时荧光定量PCR技术检测9个基因在不同淀粉含量的4个供试品种花后不同时期的相对表达量,结果表明,花后6d这些基因开始表达,在灌浆的中期(花后12～18d不等)有表达的小高峰,但在不同时期,2个高淀粉含量的品种中各种酶活性及其酶基因的相对表达量均比2个低淀粉含量的品种相对较高;这些基因表达谱与酶活性相关分析显示,除GBSS外其他几种淀粉合成酶基因均与相应酶活性呈显著或极显著正相关,而且GBSS酶活性到达峰值时间稍迟于DBE、SSS、SBE等酶,说明DBE、SSS、SBE基因可能主要通过转录水平来控制籽粒淀粉的合成,而GBSS基因可能主要通过转录后水平来控制籽粒淀粉的合成。

荸荠淀粉合成酶AGPase的基因克隆及表达分析

【目的】克隆荸荠ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)小亚基基因EdAPS1的cDNA序列,并分析其序列特征及其在荸荠不同组织和球茎发育过程中的表达情况,为研究荸荠淀粉生物合成机制提供理论依据。【方法】通过RT-PCR技术从荸荠球茎中克隆EdAPS1基因的cDNA序列,采用生物信息学方法对其序列和所编码的蛋白进行预测分析,利用实时荧光定量PCR技术检测EdAPS1基因在荸荠不同组织和球茎发育过程中的表达情况。【结果】克隆获得的EdAPS1基因cDNA序列全长1716 bp,包含1个1521 bp开放阅读框(ORF),编码506个氨基酸。EdAPS1蛋白分子式为C_(2469)H_(3896)N_(672)O_(746)S_(23),相对分子量为55.67 kD,等电点为5.98,具有NTPtransferase和PbH1结构域。同源性和系统进化树分析结果表明,EdAPS1蛋白与不同植物相应蛋白的同源性在68.80%~86.91%,其中与油莎草相应蛋白(ALL29329.1)的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析结果表明,EdAPS1基因在荸荠不同组织中均有表达,其中在球茎的表达量最高,与在其他组织的表达量差异显著(P<0.05,下同),尤其在球茎发育后期的表达量更高,且显著高于球茎其他发育时期。【结论】从荸荠中成功克隆了EdAPS1基因,可为后续阐明荸荠淀粉生物合成机制及培育高淀粉荸荠品种提供参考依据。

快速cDNA文库筛选和淀粉合成酶基因的分离与鉴定

建立了一种以PCR为基础的快速筛选cDNA文库的方法。该方法利用 96孔板和一对特异的引物 ,逐级从cDNA文库筛选目标克隆 ,最终获得目标DNA片段。与同位素杂交筛选方法相比 ,该方法具有快速、简单、省时等优点 ,数日内即可完成目标片段的克隆 ;同时 ,还可极大地降低实验费用 ,且无需使用同位素。本文利用这一方法从水稻南粳37未成熟种子的cDNA文库筛选出了完整的水稻可溶性淀粉合酶基因cDNA序列。

黄淮冬麦区不同时期主推品种淀粉合成酶基因分子标记鉴定

利用普通小麦直链淀粉合成酶GBSS基因及支链淀粉关键合成酶SSⅡ基因的特异分子标记鉴定了黄淮冬麦区自20世纪50年代以来253份主推品种,发现8份品种缺失Wx-B1基因,其中5份材料(小偃168、秦麦1号、83S502、山东935031、山东928802)是新发现的缺失Wx-B1基因的小麦品种,未发现Wx-A1、Wx-D1基因缺失类型品种;所鉴定253份品种的SSⅡ基因均为野生型,未发现缺失突变类型。通过对8份缺失Wx-B1基因品种直链淀粉含量分析,发现这些品种的直链淀粉含量差异较大,变异范围为19.9%～33.0%,其中豫麦47、83S502和中育5号3个品种的直链淀粉含量较低,分别为19.9%、21.3%和26.4%,可以用于优质面条小麦品质改良。

重叠PCR一步法对三种淀粉合成酶融合基因的构建

采用重叠PCR一步法对马铃薯块茎3种淀粉合成关键酶gbss、ssⅢ和ssⅡ的基因片段进行融合.结果表明:该方法在PCR反应体系中通过6个引物3个模板扩增得到1个含有马铃薯块茎3种淀粉合成关键酶gbss、ssⅢ和ssⅡ基因片段的融合基因gs3s2;与经典的重叠PCR方法相比,该方法不需对PCR产物进行回收,而只需一个PCR反应就可以构建得到融合基因,是一种快速、方便有效的构建融合基因的方法.

小麦胚乳淀粉合成酶基因研究进展

很多研究表明,小麦胚乳淀粉的合成至少需要四类酶——腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶和淀粉去分支酶,这四类酶的基因克隆和特性的研究有重要进展。目前,已从六倍体小麦发育胚乳的cDNA文库中获得AGPase两个亚基、gbss 、ss 、ss 、ss 、sbe 、sbe 和su1(dbe)等基因的cDNA;从六倍体小麦的D组供体Triticumtauschii基因组文库中获得ss 、ss 、ss 、sbe 和sbe 的gDNAs;从六倍体中只获得野生型和突变型的gbss (wx)基因。除编码AGPase大亚基的基因和su1基因未进行定位外,ss 位于第一群染色体上,sbe 位于2DL上,其余基因均位于第七群染色体上。

马铃薯淀粉合成酶融合基因植物表达载体构建

通过反义抑制马铃薯（Solanum tuberosumL．）块茎淀粉合成酶GBSS、SSⅡ和ssⅢ基因的表达，可降低淀粉中直链淀粉含量和改变分支链的长度，从而降低马铃薯淀粉糊化温度、改善其抗凝沉性。依据GBSS、SSⅡ和SSⅢ基因的cDNA序列分析，从各基因中筛选和克隆了一段同源性极低、约500～600bp的片段；通过PCR技术实现了3个片段的融合，得到了1671bp的融合基因GS：S3；将GS：S3反向连接在GBSS5′侧翼序列之后，构建了由GBSS5′侧翼序列驱动的GS2S3反义基因的植物表达载体pBI-GS2S3，并进行了初步转化。

转基因马铃薯淀粉合成酶活性及淀粉质量分数的变化

以转基因马铃薯块茎为材料,采用双波长分光光度法、蒽酮比色法测定了其直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的质量分数。对其GBSS、SSS的活性进行了测定,采用SPSS软件进行了独立样本t检验。结果表明:与对照组相比,转基因马铃薯(K5)总淀粉、支链淀粉的质量分数升高差异显著,GBSS、SSS的活性及直链淀粉质量分数降低差异显著。表明利用RNAi对马铃薯块茎淀粉合成酶基因的干扰取得了一定的效果。

黄芪毛状根淀粉粒结合淀粉合成酶(GBSS)基因表达载体的构建及在大肠杆菌中的表达

以膜荚黄芪毛状根中克隆得到的GBSS基因序列设计一对特殊引物 ,得到了包含GBSS基因全部表达序列的1.9kb的cDNA片段。该片段正向连接于切除了GUS基因的pBI12 1上 ,构建成表达载体pBI-gbss。SDS -PAGE实验证实了GBSS基因在含有该表达载体的DH5α的大肠杆菌中得到表达。酶活性测定表明转化菌株比未转化菌株高出 2 0 %。

小麦籽粒淀粉合成酶基因表达、相应酶活性及淀粉积累三者的关系

为研究小麦籽粒淀粉形成的机制,以秦麦11为试验材料,对小麦籽粒灌浆期淀粉合成酶基因表达、相应酶活性及淀粉积累变化进行了研究。结果表明,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(AGPase)、束缚态淀粉合成酶基因(GBSSI)、可溶性淀粉合成酶基因(SSS)、淀粉分支酶基因(SBE)表达均呈单峰曲线变化,AGPase和SSS基因于花后12 d左右相对表达量最大,GBSSI和SBE基因于花后15 d左右相对表达量最大。4种淀粉合成酶活性变化趋势一致,花后25 d或30 d之前呈上升趋势,之后急剧下降。淀粉及其组分积累量随着灌浆的进行呈不断上升趋势。直、支链淀粉及总淀粉积累速率峰值在花后25 d或30 d。相关分析表明,AGPase、SSS、SBE基因在花后15 d相对表达量与相应酶活性间呈极显著正相关,而GBSS基因的相对表达量与GBSS活性间未检测到相关。暗示AGPase、SSS、SBE基因在籽粒淀粉合成过程中可能属于转录水平调控,而GBSSI基因可能属于转录后调控。4种淀粉合成酶活性与直、支链淀粉及总淀粉积累速率均呈极显著正相关,说明这几种酶对淀粉合成共同起作用。