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。

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。

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。

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。

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，

中国热带农业科学院在基因编辑 提高木薯抗性淀粉含量方面取得重要进展

近日,中国热带农业科学院热带生物技术研究所(简称中国热科院生物所)木薯转基因与基因编辑团队在木薯淀粉品质改良研究方面取得重要进展。研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功编辑中国木薯主裁品种SC8的可溶性淀粉合成酶基因MeSSIII-1,显著提高了木薯抗性淀粉含量。

2个淀粉含量不同木薯品种SSⅡ基因序列及不同生育期淀粉含量比较

以高淀粉木薯品种FX 01和低淀粉木薯品种SC 124为材料,探讨可溶性淀粉合成酶基因SSⅡ序列以及在不同生育期其淀粉特性的差异。结果表明:在SSⅡ的编码区发现了2个差异位点,这2个位点的突变导致了基因编码的蛋白发生了改变,分别由谷氨酰胺变成精氨酸和亮氨酸变成苯丙氨酸。在淀粉积累的各个时期,高淀粉木薯品种FX 01的支链淀粉、直链淀粉、总淀粉含量均显著高于低淀粉木薯品种SC 124。

药用野生稻叶中淀粉合成酶基因家族的序列分化和特异表达

淀粉不仅是植物自身和后代生长繁殖的重要营养与能量储备,而且是人类膳食中碳水化合物的主要来源。植物中淀粉合成主要发生在两个阶段,一是在形成临时淀粉的光合作用阶段,另一个则是在成为贮藏淀粉的营养积累阶段。相对于最后的淀粉贮藏阶段,临时淀粉的形成阶段在植物整个碳水化合物代谢过程中扮演着更为重要的角色,然而却一直少有关注。为深入研究初始淀粉合成过程中相关酶在植物中的进化模式,选取了药用野生稻(Oryza officinalis)为研究对象,通过对其全叶转录组的重测序,定性、定量地调查了淀粉合成酶基因家族在稻属野生物种光合器官中的基因类型和表达变化。共有8个淀粉合成酶基因的完整编码序列在药用野生稻的叶中首次被识别。系统发育分析表明,这8个基因分别隶属SSI、SSII、SSIII、SSIV、SSV和GBSSII基因家族。序列比较和相对表达定量分析显示,药用野生稻与栽培稻的淀粉合成酶基因家族的进化模式具有高度的一致性,两个物种的同源基因在m RNA水平的序列相似度达到95%–98%。基于非同义置换和同义置换比率的统计检验表明,8个基因在两个物种间均经历了严格的纯化选择。另外,3个在栽培稻胚乳中特异表达的基因在药用野生稻的叶转录组中未筛查出来,而4个在栽培稻叶中优势表达的基因在药用野生稻叶中同样呈现相对较高水平的表达。

重要检疫性杂草长芒苋的分子检测

为实现检疫性杂草长芒苋(Amaranthus palmeri)的有效检测,本研究基于苋属植物可溶性淀粉合成酶I基因(SSSI),建立了一种序列特异性PCR方法,可实现从众多苋属种子中检测出长芒苋。结果显示,该方法特异性强、简便快捷,可为口岸检疫鉴定工作提供有效的技术支持。