施磷量对不同耐低磷型水稻品质及淀粉合成酶活性的影响

适宜磷肥用量对水稻品质具有一定影响。为明确施磷量对不同耐低磷型水稻品质及其强、弱势粒淀粉合成相关酶活性的影响,以‘连粳7号’(弱耐低磷)和‘甬优2640’(强耐低磷)为供试水稻品种进行盆栽试验,设置4个磷肥施用量(按P_(2)O_(5)计):0 kg·hm^(-2)(P0)、60 kg·hm^(-2)(P60)、120 kg·hm^(-2)(P120)、180 kg·hm^(-2)(P180),分析不同施磷量下稻米品质与淀粉合成酶活性之间的关系,为高品质稻米栽培提供参考。结果表明:1)与P0相比,增施磷肥改善了稻米品质。随着施磷量增加,糙米率、精米率、整精米率呈先增加后降低趋势,垩白粒率、垩白面积、垩白度、碱消值、直链淀粉含量先降低后增加。‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60时稻米品质最优,糙米率、精米率和整精米率分别比P0增加19.6%、25.3%、79.7%(‘连粳7号’)与17.8%、23.5%、38.4%(‘甬优2640’);‘甬优2640’稻米品质优于‘连粳7号’。2)与P0相比,增施磷肥提高了水稻籽粒淀粉合成相关酶活性。腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(StSase)、蔗糖合成酶(SuSase)、淀粉分支酶(Q-酶)、三磷酸腺苷酶(ATPase)活性随施磷量增加先增加后降低。总体来看,‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60时淀粉合成相关酶活性最高,灌浆中期强势粒AGPase、StSase活性分别比P0增加18.4%、51.1%(‘连粳7号’)与20.0%、51.5%(‘甬优2640’);‘甬优2640’籽粒酶活性高于‘连粳7号’。3)不同耐低磷型品种淀粉合成相关酶活性与蛋白质含量、直链淀粉含量相关性不同。淀粉合成相关酶显著或极显著影响‘连粳7号’蛋白质含量,对直链淀粉含量影响较小;淀粉合成相关酶活性显著或极显著影响‘甬优2640’直链淀粉含量,对蛋白质含量影响较小。‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60处理下能够提高强弱势粒中淀粉合成相关酶活性,促进籽粒中淀粉的合成与积累,有利于水稻品质改善。

大小粒型藜麦籽粒表型、灌浆特性及淀粉合成酶活性的差异分析

【目的】籽粒大小是影响藜麦产量、商品性和加工特性的重要因素,考察灌浆期大小粒型藜麦籽粒表型、灌浆特性和淀粉合成酶活性的差异,可为大粒型藜麦品种的选育提供理论指导。【方法】选择千粒重大于5.0 g和小于3.0 g的藜麦材料各2份,在青海省农林科学院种质资源创新试验基地进行田间试验,比较自灌浆期始7 d、14 d、21 d和28 d籽粒表型、灌浆特性和淀粉合成酶活性等在大小粒型藜麦间的差异。【结果】(1)大小粒型藜麦籽粒面积、周长、直径、粒长、粒宽表型性状随着生育时期均极显著增大,且粒型间存在显著差异,并以籽粒面积和周长差异最大,大粒型藜麦分别显著高于小粒型藜麦9.12%~11.54%和21.49~23.92%。(2)灌浆期间大粒型藜麦百粒干质量始终显著高于同期小粒型藜麦,平均增幅在21.23%~31.04%;大小粒型藜麦灌浆速率随生育期均先上升后下降,均符合“慢—快—慢”的变化规律,但达到峰值时间和峰高明显不同,大粒型峰值出现早而高,小粒型则低而迟。(3)淀粉分支酶(SBE)、蔗糖合成酶(SS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和ADPG焦磷酸化酶(AGP)在大小粒型藜麦籽粒灌浆期呈现不同的变化趋势,SBE和SS活性表现为小粒型藜麦强于大粒型藜麦,而SSS和AGP活性则表现为大粒型藜麦强于小粒型藜麦。【结论】藜麦籽粒灌浆期间4种淀粉合成酶活性的差异,致使淀粉合成积累量和灌浆速率峰值的不同,进而形成籽粒表型性状的差异,而SSS和AGPase是影响藜麦籽粒大小形成的关键酶。

芋淀粉合成酶基因家族的鉴定、生物信息学及表达分析

【目的】鉴定芋淀粉合成酶(CeSS)基因家族,并对其生物信息学及表达模式进行分析,为芋产量、品质和营养性状的遗传改良提供参考。【方法】使用HMMER 3.12b软件以SS基因家族典型保守结构域Glyco_transf_5为模型,鉴定芋基因组中SS基因家族信息,利用生物信息学软件分析其分子结构特征、系统发育关系及顺式作用元件,采用转录组和实时荧光定量PCR技术检测其在正常生长发育条件和干旱胁迫下的转录表达。【结果】在芋基因组中鉴定了6个SS基因(CeSS1、CeSS2、CeSS3⁃1、CeSS3⁃2、CeSS4和CeGBSS1)。6个预测的芋SS基因长度为4980~61347 bp,对应的CDS长度为1275~2895 bp,编码蛋白的氨基酸残基数量为424~964个,分子质量为48067.43~109391.75 Da,理论等电点为5.18~6.11。系统进化分析显示6个芋SS蛋白分布在5个亚家族。基因结构分析显示,6个CeSS基因外显子数量为7~15个。在6个CeSS蛋白中鉴定出10个保守motif,其中7个获得注释。在保守结构域上,CeSS1、CeSS2、CeSS4和CeGBSS1蛋白均含有淀粉合成酶催化结构域(motif 2和motif 5)和糖基转移酶群组1(motif 1和motif 3),而CeSS3⁃1蛋白含有motif 1、motif 3和motif 5,CeSS3⁃2蛋白只含有motif 2。基因启动子区域顺式作用元件分析表明,共预测到73个顺式作用元件,其中36个具有功能注释,除了具有核心元件TATA⁃box和CAAT⁃box外,还涉及大量与光响应、激素响应、胁迫响应及生长发育等相关元件。在正常生长发育条件下,6个CeSS基因在叶片和球茎的整体表达量均高于叶柄和根,其中CeGBSS1基因的表达量远高于其他基因,且在叶片和球茎的相对表达量极显著高于叶柄和根(P<0.01,下同);在球茎不同发育阶段,CeGBSS1基因在所有的发育阶段均有较高表达量,且在30~90 d发育过程中呈上升趋势,其余基因的表达量较低。在干旱胁迫下,6个CeSS基因在叶片的相对表达量较对照组显著(P<0.05)或极显著下降。【结论】在芋基因组中鉴定了6个SS基因,并明确其分子结构特征和表达模式,其中CeGBSS1基因可能是芋淀粉生物合成的关键基因。

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。

氮钾对杂交水稻B优827籽粒淀粉含量及淀粉合成酶活性的影响

以优质杂交籼稻B优827为材料,通过施用不同水平的氮、钾肥,并在B优827灌浆时段测定籽粒的直链淀粉、总淀粉含量以及淀粉合成酶的活性,分析氮、钾对水稻灌浆过程中籽粒淀粉积累、淀粉合成关键酶活性的影响,以及直链淀粉的积累与淀粉合成关键酶活性间的相关性。B优827的直链淀粉含量在开花后20d内呈线性增加,开花20d后有所下降;可溶性淀粉合成酶活性变化呈单峰曲线,开花后12d酶活性达到了最高值,以后随天数增加而迅速降低;淀粉粒结合型淀粉合成酶活性变化呈单峰曲线,开花后15d酶活性达到最高值,开花后15d籽粒直链淀粉含量也接近最高值;灌浆中后期可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉粒结合型淀粉合成酶(GBSS)与直链淀粉含量呈现出显著的正相关关系。增施氮肥可以提高SSS和GBSS活性,施钾肥在生育前期提高SSS和GBSS活性,后期抑制两者的活性;氮肥和钾肥均有促进淀粉积累的作用,但氮肥施用量过高时会抑制淀粉的积累。适当控施氮肥、增施钾肥是提高B优827籽粒产量的有效途径。

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、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。

小麦籽粒灌浆过程中有关淀粉合成酶的活性及其效应

在不同土壤肥力条件下 ,对不同品质类型小麦品种的籽粒淀粉积累及淀粉合成过程中的关键酶 - ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与淀粉粒结合态淀粉合成酶活性变化进行了研究。结果表明 ,ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与总淀粉和支链淀粉积累速率呈极显著正相关 ;淀粉粒结合态淀粉合成酶与直链淀粉积累速率呈极显著正相关 ,在灌浆中前期与总淀粉积累速率相关不显著 ,后期呈极显著正相关。说明 ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶对总淀粉和支链淀粉积累起着重要的调节作用 ,淀粉粒结合态淀粉合成酶对直链淀粉积累起重要作用。可溶性淀粉合成酶活性高、淀粉粒结合态淀粉合成酶活性低的品种 ,支链淀粉含量高 ,直链淀粉含量低 ,支 /直比例大。增加施氮量能够提高灌浆中后期淀粉合成有关酶的活性 ,提高淀粉的积累速率。文中还研究了不同品种的 RVA谱特征值和土壤肥力、施氮量对 RVA参数的影响。

藁城8901和山农1391淀粉合成酶活性和淀粉组分积累特征的比较

选用藁城8901(强筋)和山农1391(弱筋)两个小麦品种,比较研究了其小麦蔗糖代谢、淀粉合成相关酶活性的变化及淀粉组分的积累特征。结果表明,蔗糖合成酶(SS)、磷酸蔗糖合成酶(SPS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性以及蔗糖积累量的高低均存在明显的基因型差异,淀粉积累量较高的弱筋品种山农1391显著高于淀粉积累量较低的强筋品种藁城8901。而结合态淀粉合成酶(GBSS)活性与两品种籽粒直链淀粉积累量的变化情况相吻合,小麦籽粒灌浆中后期的GBSS活性对直链淀粉终积累量的调节作用大于籽粒灌浆前期。用Richards方程模拟籽粒直链淀粉和支链淀粉的积累过程发现,直链淀粉和支链淀粉终积累量的高低取决于其积累启动时间的早晚和前期积累速率的高低,而不是积累持续期的长短。通过比较两品种蔗糖转化量、淀粉积累速率与蔗糖和淀粉代谢相关酶活性的变化趋势可以看出,蔗糖转化量与SSS和GBSS的变化趋势一致;淀粉积累速率与ADPGPPase活性和SS/SPS活性比率的变化趋势一致,而与SS、SPS、SSS或GBSS活性的变化并不吻合,说明籽粒中淀粉积累速率及其组分积累量的高低与SS、SPS、SSS和GBSS单个酶活性的高低并不存在必然联系,而与ADPGPPase活性和籽粒中蔗糖合成与降解的平衡密切相关。

早籼稻籽粒灌浆过程中淀粉合成酶的变化及温度效应特征

选 2个不同淀粉类型的早籼品种 ,对水稻开花后籽粒中直、支链淀粉的积累动态及淀粉合成代谢的 3个关键酶— ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与淀粉分支酶活性变化进行分析 ,并采用人工控温试验等方法探讨了不同温度下 ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与淀粉分支酶的活性变化特征。研究结果表明 ,在水稻籽粒灌浆过程中支链淀粉与直链淀粉几乎是同步积累的 ,不同品种的淀粉积累形成差异表现在两者的相对积累比率上 ;上述 3个酶的活性变化在水稻灌浆过程中存在着十分明显时期特点 ,其中可溶性淀粉合成酶的活性在水稻籽粒灌浆初期的活性最高 ,而 ADPG焦磷酸化酶与淀粉分支酶的活性则分别在开花后 15天与 2 0天左右时达到其活性高峰值 ;在籽粒淀粉合成代谢的 3个关键酶中 ,淀粉分支酶 (Q-酶 )活性可能是温度对稻米淀粉品质变化产生影响作用的酶调节位点之一 ,其不同温度下的活性表现也可能存在着一定的品种类型特征。

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 。

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。

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。

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。

CPPU和PP333对杂交稻3个淀粉合成酶活性和米质的影响

在抽穗期和抽穗期后 12d对两系杂交水稻培杂青珍喷施CPPU[N - (2 -氯 - 4-吡啶基 ) -N’ -苯基脲 ]和PP333(多效唑 )溶液。结果发现 ,CPPU和PP333能提高籽粒的可溶性淀粉合成酶 (SSS)、结合性淀粉合成酶 (GBSS)和淀粉分支酶 (SBE)活性 ,其增加幅度以SSS和SBE明显高于GBSS ,而GBSS活性具有相对的稳定性。同时 ,能提高精米率、整精米率和胶稠度 ,而降低垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量 ,有利于改良米质。其中 ,以抽穗期用质量浓度为 10mg L的PP333溶液喷 6 0ml m2 +抽穗期后 12d用质量浓度为 2mg L的CPPU溶液喷施75ml m2 的处理对促进SSS。

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。

小麦胚乳14-3-3蛋白的表达及其与淀粉体淀粉合成酶的互作

从小麦胚乳中克隆了14-3-3基因,并将其分别插入pET29c和pET41c质粒,用热激法转化大肠杆菌BL21-CodonPlus(DE3)-RP,得到高效表达的蛋白,但融合蛋白主要以包涵体的形式存在。可溶性的融合蛋白可直接通过S-蛋白琼脂糖树脂纯化。包涵体经8molL-1尿素溶解变性,稀释复性后,结合到S-蛋白琼脂糖树脂上,也得到纯化的融合蛋白。复性后的融合蛋白对蔗糖合酶活性表现抑制作用,说明包涵体14-3-3融合蛋白恢复活性。将结合14-3-3融合蛋白的S-蛋白琼脂糖树脂作为诱饵与小麦胚乳淀粉体提取液进行亲和杂交,与14-3-3蛋白特异互作的淀粉合成酶结合到S-蛋白琼脂糖树脂上,Western检测结果表明,淀粉体淀粉合酶I(SSI)、淀粉合酶II(SSII)、淀粉分支酶Iia(SBEIIa)、淀粉分支酶Iib(SBEIIb)和ADP焦磷酸化酶大亚基(SH2)与14-3-3蛋白存在互作,而淀粉分支酶I(SBEI)、淀粉磷酸化酶(SP)、D-酶(DE)和ADP焦磷酸化酶小亚基(BT2)不能与14-3-3蛋白结合,说明小麦胚乳14-3-3蛋白对淀粉体淀粉合成具有一定的调控作用。

颗粒结合型淀粉合成酶研究进展

本文综述了小麦胚乳中合成直链淀粉的关键酶——颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)的研究进展,展望了GBSS的研究前景。小麦中的GBSS基因在种子中特异表达;控制3个Waxy位点的基因Wx-A_1、Wx-B_1和Wx-D_1,分别位于7AS、4AL和7DS上;六倍体小麦和二倍体小麦中3个GBSS的DNA序列从起始密码子到终止密码子,Wx-A_1为2781bp,Wx-B_1为2794bp,Wx-D_1为2862bp。基因的完全编码区含有11个外显子和10个内含子,在核苷酸序列上三个糯基因彼此之间有惊人的同源性;研究表明,直链淀粉含量和淀粉糊化特性受Wx-B_1的影响最大,其次是Wx-_D1缺失蛋白,Wx-A_1缺失蛋白的影响最小。GBSS的鉴定技术包括I_2-KI染色、电泳和分子标记技术鉴定。

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。