烟草液泡转化酶抑制子基因调控马铃薯块茎低温还原糖累积的研究

【目的】克隆烟草液泡转化酶抑制子基因,并在马铃薯中表达,从而抑制低温贮藏块茎还原糖积累,提高马铃薯加工品质。【方法】通过RT-PCR法分离Nt-VIF全长cDNA,转化马铃薯植株,PCR、Northern杂交和Southern杂交检测转基因植株,转基因植株块茎在低温和常温条件下贮藏30d,分析转化酶活性与还原糖含量。【结果】克隆到Nt-VIF全长cDNA,35S调控下正向的Nt-VIF基因cDNA已经成功转入鄂马铃薯3号(E3)植株。转基因植株块茎在4℃和20℃贮藏30d表明,VI活性受温度调节,高温贮藏块茎的VI活性显著低于低温贮藏的块茎,且高温条件下转基因块茎与对照无显著差异,而低温条件下转基因块茎的VI活性与对照相比下降幅度为22.7%(株系A-3)～78.1%(株系A-31)。转基因块茎还原糖(RS)含量在高温贮藏条件下与对照差异亦不明显,而低温贮藏条件下RS含量下降幅度为20%(株系A-17)～80.5%(株系A-30)。进一步分析还表明,转基因块茎低温贮藏其液泡转化酶活性与还原糖含量呈显著正直线相关(RS=0.289VI+0.0736)。【结论】Nt-VIF基因的表达显著抑制了马铃薯液泡转化酶活性,导致还原糖积累降低。

马铃薯sAGP基因表达对块茎淀粉和还原糖含量的影响

通过根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导将CaMV35S驱动的正/反义sAGP基因导入马铃薯(SolanumtuberosumL.)品种鄂马铃薯3号(E3)和南中552(N552)以研究sAGP基因对马铃薯块茎淀粉-糖代谢的影响。PCR扩增和Southern杂交证明正/反义sAGP基因已整合到马铃薯基因组中。Northern杂交分析表明,该正/反义基因在转基因植株中均能正常转录。转基因植株块茎分析显示,导入正义基因的株系中除4个与转反义基因表现相同外,其余19个株系AGPase酶活性平均上升约25%,还原糖含量下降20%左右,淀粉含量增加5%～6%。其中3个测定指标与各自对照相比,差异均达到显著水平的有A8、C1和C5,最大变化幅度分别为酶活性上升53.5%,还原糖含量下降60.1%,淀粉含量增加33.9%。转反义sAGP基因的15个株系中,AGPase酶活性平均下降约27%,还原糖含量上升近36%,淀粉含量下降亦达27%,其中株系B5、B6、B8和D7的这3个指标均与各自未转基因对照差异显著。本研究结果表明,sAGP基因与AGPase酶活性直接相关,而AGPase很大程度上调节着马铃薯块茎淀粉-糖代谢,通过增强sAGP表达,能有效改良块茎的加工品质。