番茄液泡蔗糖转化酶抑制蛋白克隆、生物信息学及表达分析

液泡转化酶抑制蛋白(vacuolar invertase inhibitor, VIF)在调节植物蔗糖代谢,调控生长发育及响应逆境等方面发挥重要作用。本试验从番茄Alisa中克隆到VIF基因(SlVIF)和cDNA序列。结果显示,SlVIF基因与cDNA序列全长均为528 bp,不含有内含子,共编码175个氨基酸。SlVIF蛋白分子量为19.92 ku,理论等电点为5.53,含有一个信号肽序列,保守结构域为PMEI。系统进化关系表明,茄科物种的VIF亲缘关系最近,且基序具有一致性。组织特异性表达结果显示,在不同的番茄材料中,SlVIF的表达模式存在差异,在Heinz番茄中,其在根部有高水平的表达;在LA1589番茄中,其在果实发育的各阶段,尤其是在成熟果实及根部有高水平的表达。说明SlVIF可能通过介导蔗糖代谢影响果实成熟并调控根系生长。SlVIF受到水分胁迫的诱导,响应非生物胁迫过程。

双启动子过表达蔗糖转化酶Suc2酿酒酵母菌株的构建

为了提高蔗糖转化酶Suc2在酿酒酵母中的表达水平,本研究利用串联双启动子联合启动Suc2基因表达,构建高效菊糖基乙醇的生产菌株。首先构建含有串联磷酸甘油酸激酶组成型强启动子PGK1p的Suc2重组表达载体pYC230-DP-mSuc2,电击转化至酿酒酵母BY4741中,成功构建重组菌BY-DP。经实时荧光定量PCR、高效气相色谱和摇瓶培养验证,证明了在含15%菊糖的培养基中发酵48 h后,重组菌BY-DP具有更高的Suc2基因转录水平、酶活以及乙醇产量,与含单个PGK1p启动子的对照重组菌BY-mS相比,分别提高了30.0%、18.6%和25.3%。实验通过构建串联双PGK1p启动子,有效强化了Suc2的表达,提高了重组菌发酵菊糖生产乙醇能力。

甘蔗工艺成熟期转化酶及其抑制子与蔗糖积累的相关性研究

以工艺成熟期2个甘蔗品种不同节间为材料,分析转化酶及其抑制子与蔗糖积累的关系。结果表明,节间SAI酶活性与节间蔗糖含量负相关,NI在+6节^+31节中酶活性显著低于+1节中酶活性。节间CIN酶活性与节间蔗糖含量正相关,CIN酶活性在GT28中低于ROC22中酶活性,而So Inv Inh2基因相对表达量在GT28中高于ROC22,相关性分析表明So Inv Inh2基因表达量与CIN酶活性呈显著负相关。基于以上结果,认为在甘蔗工艺成熟期蔗茎SAI和NI酶活性降低有利于蔗糖积累,而节间CIN酶活性提高,可能有利于蔗糖从低浓度节间向高浓度蔗节间的运输。So Inv Inh2基因可能是节间CIN酶活性重要调节因子,能抑制其酶活性。

植物蔗糖转化酶及其基因表达调控研究进展

糖是植物体的能源物质,也是基因表达的重要调节物质。在植物蔗糖代谢过程中,特别是园艺作物和大田作物果实发育过程中转化酶起到了很重要的作用,催化蔗糖水解成为己糖,直接影响蔬菜和水果的品质。蔗糖转化酶分为酸性转化酶和中性/碱性转化酶,两者在植物体中的作用不同。由于转化酶种类不同,其表达方式也比较复杂,同时能够调控转化酶基因表达的因素也较多,主要有器官和发育特异性、糖、胁迫以及激素等。

‘红富士’苹果果实蔗糖代谢与酸性转化酶和蔗糖合酶关系的研究

‘红富士’苹果果实生长发育过程中糖积累和糖代谢相关酶活性的变化规律表明 ,发育前期 ,可溶性酸性转化酶和细胞壁结合酸性转化酶活性与此阶段果实中可溶性糖的积累量呈显著的负相关 ;发育后期 ,蔗糖合酶与蔗糖的积累水平呈显著的正相关。据此认为 。

甘蔗生长后期乙烯利处理对节间转化酶活性的影响及与蔗糖分积累的关系

研究了乙烯利处理对三个甘蔗品种桂糖11号、桂糖15号和新台糖16号生长后期中性和酸性转化酶活性的影响。甘蔗工艺成熟前期,蔗糖分含量稳定上升,节间2的转化酶活性迅速提高;在工艺成熟期,蔗糖分达到最高,而转化酶活性却出现一个下降过程;工艺成熟后期,出现回糖现象,转化酶活性再次上升。说明转化酶在蔗糖分积累和再次利用过程中都起着重要作用。甘蔗生长后期用4 0 0 mg/L 乙烯利处理,在一段时间内可以提高节间2中性和酸性转化酶活性,有利于甘蔗蔗糖分积累和成熟;而乙烯利处理3周后转化酶活性低于对照,蔗糖代谢活动降低,抑制甘蔗回糖,有利于甘蔗糖分较长时间保持在高水平。

不同生长调节剂对无限结荚习性大豆蔗糖积累及转化酶活性的影响

以大豆嫩丰18为试材,研究了叶面喷施2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA-6）和烯效唑（S3307）两种调节剂对大豆叶片、荚皮、籽粒的蔗糖含量及转化酶活性的影响。结果表明：两处理提高了嫩丰18叶片的蔗糖含量,在喷药后35~42 d促进了荚皮蔗糖含量的积累,其中S3307处理调控效果较好,S3307处理和DTA-6处理分别在喷药后42,49 d和42,56 d增加了大豆籽粒内的蔗糖含量,S3307处理在喷药后35~42 d极显著降低了叶片内的转化酶活性,在喷药后49~56 d极显著降低了荚皮中的转化酶活性,两处理在喷药后35~42 d极显著增加了籽粒内的转化酶活性。综合分析表明,两种调节剂均有效地调控了大豆的蔗糖代谢水平,提高了无限结荚习性大豆的产量。

蜂蜜中蔗糖转化酶测定方法探讨

本文确定了3,5-二硝基水杨酸比色法测定蜂密中蔗糖转化酶的最佳实验条件,该法操作简便,快速,杂质干扰少。

番茄中性/碱性蔗糖转化酶基因的电子克隆、分析及表达载体的构建

利用电子克隆方法从番茄中分离出番茄中性/碱性蔗糖转化酶基因部分cDNA序列。测序结果表明该序列长度为1718bp,包含完整的开放阅读框,编码571个氨基酸。Alignment分析显示该蛋白与其他植物已知的中性/碱性蔗糖转化酶具有很高的同源性,推测该蛋白为番茄中性/碱性蔗糖转化酶。RT-PCR检测显示它在蕾、果、叶中的表达强于在花、茎中的表达,胁迫处理下表达基本一致。

高等植物蔗糖转化酶功能的研究进展

蔗糖转化酶不可逆地催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖,因而是植物糖代谢的关键酶,在植物初级代谢及生长发育中具有重要的作用。文中概述了蔗糖转化酶的分类、生化特性、结构特点、生理功能和表达调控等方面的研究进展;重点介绍了其在植物韧皮部蔗糖卸载、己糖积累、细胞膨大和生殖发育方面的功能作用;以及蔗糖转化酶受到糖信号、植物激素、环境胁迫和蔗糖转化酶抑制因子的调控情况;并初步探讨了蔗糖转化酶的研究趋势,为植物蔗糖的进一步开发利用提供依据。

光照强度昼变化对烟叶蔗糖转化酶和蛋白酶活性的影响

为探索光照强度昼变化对植物叶片水解酶活性的影响,以烟草叶片为材料,对蔗糖转化酶和可溶性糖含量,蛋白酶活性和蛋白质、游离氨基酸含量与光照强度昼变化之间的关系进行研究.结果表明,光照强度的昼变化对蔗糖转化酶和蛋白酶活性有较大影响,随光照强度增强,蔗糖转化酶活性在11:00达到最高点3.933 mg/(g.h),之后开始逐步下降;蛋白酶活性在午后大幅度上升,17:00达到最大值125.33 mg/(g.h),之后迅速下降.对烟叶蔗糖转化酶和蛋白酶活性进行分析时,前者应在11:00左右取样测定;后者应在15:00之后取样测定.

转化酶在高等植物蔗糖代谢中的作用研究进展

蔗糖转化酶在高等植物蔗糖代谢中起着关键的作用。研究表明 ,转化酶参与植物的生长、器官建成、糖分运输、韧皮部卸载及调节库组织糖分构成及水平。近年来关于该酶的生化特性、基因表达与调控以及结构与功能等的研究取得了重要进展。本文介绍了转化酶在植物体内的种类、分布、分子结构特点、生理作用及分子生物学研究进展。

甘蔗脱毒健康种苗中蔗糖转化酶表达分析

甘蔗脱毒健康种苗能够有效提高植株生物量和糖分,而蔗糖转化酶则是甘蔗生长和蔗糖积累的关键酶。拟分析3种甘蔗蔗糖转化酶基因,即可溶性酸性转化酶(soluble acid invertase,简称SAI)、可溶性中性转化酶(neutral invertase,简称NI)和细胞壁酸性转化酶(cell wall-bound invertase,简称CWI)基因在脱毒种苗、常规种苗全生育期的表达量差异。结果表明,细胞壁酸性转化酶主要在脱毒健康种苗拔节期未成熟叶片、茎及成熟期叶片、未成熟茎节中上调表达,尤其在成熟期未成熟茎节中大幅上调表达,促进茎节的快速生长和蔗糖的卸载及积累;液泡可溶性酸性转化酶SAI、可溶性中性转化酶主要在成熟期叶片和未成熟茎节中上调表达,有利于促进成熟期脱毒健康种苗茎秆中糖分积累及对单糖的快速利用。进一步研究表明,脱毒处理可以提高甘蔗生长后期蔗糖转化酶的表达量,有利于生物量和蔗糖含量的增加,可能是脱毒健康种苗增糖增产的分子调节机制之一。

干旱胁迫下菊芋蔗糖磷酸合成酶及转化酶活性变化规律研究

为研究干旱胁迫下不同菊芋品种不同部位的蔗糖磷酸合成酶(SPS)及蔗糖转化酶(INV)的活性变化规律,采用PEG模拟与人工控水胁迫的方式对青芋1号、青芋2号两个菊芋品种进行研究。结果表明:(1)青芋1号和青芋2号在10%、20%PEG胁迫下,茎中SPS活性均较对照高,而30%PEG胁迫下茎中SPS活性较对照低,INV活性均表现较低;而不同浓度PEG胁迫处理的叶片中,SPS活性均较对照高,INV活性表现仍然较低。(2)青芋1号和青芋2号茎、叶中的SPS活性在不同控水强度胁迫前期均较对照高;青芋1号INV活性在中度控水35 d时活性较低、蔗糖合成增加,青芋2号INV活性在所有控水条件下7 d后均下降,故适宜的控水强度及控水时间可以提高青芋1号和青芋2号茎、叶中的蔗糖含量。

苦豆子浸提物对伽师瓜蔗糖合成酶和酸性转化酶活性的影响

以伽师瓜幼苗为研究对象,分别采用苦豆子的不同溶剂萃取物喷施处理,测定伽师瓜叶片中蔗糖合成酶(SS)和酸性转化酶(AI)活性的变化,以期为甜瓜栽培施用苦豆子绿肥提供科学依据。结果表明:除正丁醇萃取物外,其它3种溶剂萃取物处理对伽师瓜叶片中SS和AI活性均有显著影响(P<0.05),以伽师瓜叶片中的酶净活性(SS-AI)为指标,不同萃取物处理对伽师瓜叶片蔗糖酶净活性的影响大小为二氯甲烷>石油醚>正丁醇>空白对照>乙酸乙酯,其中,二氯甲烷处理对伽师瓜叶片中SS和AI活性影响达到极显著水平(P<0.01),1.5g·L^(-1)处理组的SS活性在20d达到4.56 mg·h^(-1)·g^(-1),较空白处理组(2.10 mg·h^(-1)·g^(-1))提高了117.14%,而AI活性仅为0.71mg·h^(-1)·g^(-1),较空白对照组(1.04mg·h^(-1)·g^(-1))降低了31.73%,说明苦豆子浸提物喷施处理能够促进伽师瓜中蔗糖合成与积累。

蔗糖转化酶在高等植物生长发育及胁迫响应中的功能研究进展

随着分子生物学和测序技术的发展,植物蔗糖转化酶基因的克隆、表达调控及其功能方面的研究取得了长足的进展。综述了近年来蔗糖转化酶在植物生长发育、以及转化酶介导的植物对生物与非生物胁迫等过程中的重要作用,并对该领域今后的研究前景进行了展望。

蛋白酶A与纯生啤酒泡沫稳定性及蔗糖转化酶的关系研究

纯生啤酒的泡沫稳定性衰减问题已成为其质量保证的难题。本研究通过外加蛋白酶A、温度梯度热处理研究啤酒残留蛋白酶A酶活和啤酒泡沫的稳定性、蛋白酶A专一抑制剂梯度处理后蛋白酶A残留酶活与对应啤酒泡沫稳定性相关性分析。结果表明,纯生啤酒的蛋白酶A酶活高低直接决定纯生啤酒的泡沫稳定性。通过戴安离子色谱法检测仪器,建立了检测单位时间内蔗糖的转化效率为基础的蔗糖转化酶酶活的评价方法,该方法可以定量评价啤酒经过温瓶温度处理的强度,为鉴别纯生啤酒提供了定量检测方法。

高等植物中蔗糖转化酶的研究进展

蔗糖是高等植物光合作用的主要产物之一,也是糖类在植物中运输的主要方式,在植物的生长发育过程中起重要的作用。蔗糖转化酶(Sucrose invertase,INV)可以不可逆地催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖,对于蔗糖的利用和运输起重要的作用。很多研究表明,在植物组织中存在多种形式的蔗糖转化酶的同工酶。蔗糖转化酶基因在环境压力和进化过程中不断进化,最终形成人们现在看到的蔗糖转化酶基因家族。蔗糖转化酶的调控主要体现在mRNA水平的调控和抑制蛋白在翻译后的调控2个方面。抑制蛋白在翻译后的调控中有一类小20 kD的蔗糖转化酶抑制蛋白(Sucrose invertase inhibitor,INVINH),可以通过抑制蔗糖转化酶活性,起到调节植物生理活动的作用。

马铃薯不同品种淀粉积累生理基础研究——淀粉积累与磷酸化酶、蔗糖转化酶的关系

本试验以高淀粉品种晋薯２号、中淀粉品种内薯３号、低淀粉品种紫花白为材料，对不同生育时期块茎淀粉含量、淀粉积累速度与淀粉磷酸化酶、蔗糖转化酶活性的关系进行了研究，其结果表明：全生育期３个品种淀粉磷酸化酶活性均呈单峰曲线变化；不同生育时期，各品种淀粉含量与淀粉磷酸化酶活性无明显规律性；不同生育时期，各品种淀粉积累速度与淀粉磷酸化酶活性呈正相关。淀粉含量和温度是影响淀粉磷酸化酶活性的两个重要因素，而温度又起主导作用。全生育期，３个品种的蔗糖转化酶均呈苗期为最高，中期显著下降，后期略有回升的变化趋势；不同生育时期，各品种淀粉含量与蔗糖转化酶活性均呈显著负相关；不同生育时期，各品种淀粉积累速度与蔗糖转化酶活性亦呈负相关。因此，蔗糖转化酶活性可作为马铃薯高淀粉育种早期选择的重要生理指标。

甜瓜蔗糖转化酶基因的密码子偏好性分析

以甜瓜蔗糖转化酶基因序列为材料,研究甜瓜蔗糖转化酶基因密码子偏好性,为改良甜瓜风味与品质提供理论依据。运用在线分析软件Codon W对甜瓜蔗糖转化酶的编码序列(Coding sequence,CDS)进行密码子分析,利用Mobyle在线工具分析同义密码子相对使用度(RSCU)、有效密码子数(ENC)、GC及GC1s、GC2s、GC3s含量。甜瓜蔗糖转化酶基因偏好于以A或T结尾的密码子。密码子ATT、GTT和AGA的RSCU值都大于1,属于共同偏好使用的密码子,而密码子GCG、CGG的RSCU值小于1,属于使用频率较低的密码子。发现密码子偏好性与亲缘关系的远近有一定的关系。要实现目的基因在外源表达系统中的成功表达和提高其表达量,可通过增加目的基因剂量,目的基因密码子优化,改善培养条件等方法实现,其中目的基因密码子优化起到了关键作用。