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木薯DBE和SBE基因的序列分析及其茉莉酸甲酯诱导表达特性

2016-10-21丛汉卿龙娅丽齐尧尧张振文陈松笔乔飞

热带农业科学 2016年7期

丛汉卿 龙娅丽 齐尧尧 张振文 陈松笔 乔飞

摘 要 为研究木薯中调控支链淀粉合成的DBE和SBE基因如何被茉莉酸信号调控,首先对木薯基因组数据库中的MeDBE和MeSBE2.1基因进行序列分析,二者都具有α淀粉酶催化结构域且启动子区都具有茉莉酸响应元件等多种响应元件。以木薯品种‘华南八号悬浮培养细胞为材料,利用qRT-PCR检测木薯MeDBE和MeSBE2.1基因在茉莉酸甲酯处理后的表达特性。结果显示:MeDBE基因的表达在最初短暂上调后持续下调,而MeSBE2.1则持续上调后又恢复最初水平,说明MeDBE和MeSBE2.1基因可被茉莉酸信号调控,进一步推测表明,其受到不同激素信号整合后的综合调控,以影响支链淀粉的生物合成。

关键词 木薯 ;DBE基因 ;SBE基因 ;茉莉酸 ;表达分析

中图分类号 S533 文献标识码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2016.07.010

木薯(Manihot esculenta Crantz) 屬大戟科(Euphorbiaceae)木薯属(Manihot Miller)植物,原产热带南美洲[1],是世界三大薯类作物之一,也是第六大粮食作物,具有重要的食用和工业价值。木薯作为一种高光效、高淀粉含量和高水分利用率的热带作物,研究其淀粉合成过程并进一步改善其品质,具有重要的科学和经济价值。

在高等植物中,淀粉是储藏碳水化合物的主要形式,一般由直链淀粉和支链淀粉2种葡萄糖多聚体组成。直链淀粉主要由颗粒结合的淀粉合成酶 (Granule-bound starch synthase, GBSS) 催化合成[2],而支链淀粉的合成非常复杂,在可溶性淀粉合成酶 (Soluble starch synthase, SSS) 的作用下通过α-1,4糖苷键进行葡聚糖链的延伸达到一定长度后,在淀粉分支酶 (Starch branching enzyme, SBE) 作用下,在线性糖链的内部引入α-1,6糖苷键形成分支,并进一步在SSS催化下延长分支,最后淀粉去分支酶(Starch debranching enzyme, DBE)对分支进行修饰,最终合成具有一定结构特性的淀粉结晶体[2]。……

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