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小麦灌浆相关基因 TaGIF1的克隆及表达分析

2020-08-03田小萍王光浩吉万全

麦类作物学报 2020年1期

田小萍,王光浩,张 宏,2,吉万全,2

(1.西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨凌 712100;2.农业部作物基因资源与种质创制陕西科学观测实验站,陕西杨凌 712100)

小麦灌浆速率以及产量相关性状是由多个基因控制的复杂数量性状,利用现代分子生物学技术手段,对籽粒灌浆相关基因进行研究具有重要意义[1-2],但是对于小麦灌浆方面的研究进展较为缓慢。

蔗糖不仅是植物体内碳水化合物运输的主要形式,而且越来越多的证据表明,蔗糖可以在基因表达水平上对细胞内的代谢进行调控[3-4]。蔗糖只有被转化为己糖才能够被利用,这一过程主要受蔗糖合成酶(sucrose synthase,SS)和蔗糖转化酶(invertase,INV)的催化。INV根据其酸碱度及亚细胞定位可分成3类,即中性/碱性的细胞质蔗糖转化酶(cytoplasmic invertase,CIN),酸性的细胞壁蔗糖转化酶(cell wall intertase,CWIN)和液泡蔗糖转化酶(vacuole intertase,VIN)[5]。CWIN属于INV的一种,以离子键形式结合于细胞壁上,不可逆地催化蔗糖转化成果糖和葡萄糖,是蔗糖卸载的关键酶之一[6-7],同时,CWIN还决定了种子中碳水化合物的组成及其发育的命运[8]。因此,研究小麦中的INV基因对揭示小麦生长发育过程中的基因调控和小麦籽粒灌浆相关机制具有重要意义。

GIF1是首次从水稻中通过图位克隆获得的,参与水稻灌浆的关键基因[9]。该基因编码一个CWIN,在发育籽粒背部的维管束中特异表达,转基因结果表明该基因对水稻产量起正向调控作用[10]。GIF1基因在植物中通过调控胚和胚乳中糖的组分,决定种子发育最终的命运[8,11]。……

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