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PtsAGPase 在半夏试管块茎发育过程中的表达模式分析

2021-03-22朱艳芳薛建平

朱艳芳,李 夏,薛 涛,盛 玮,薛建平

(淮北师范大学 生命科学学院,安徽 淮北235000)

半夏(Pinellia ternata)是常用的大宗中药材,具降逆止呕,燥湿化痰,消除痰湿等功效[1-2]。因而,市场每年的需求量很大,当前的半夏产量无法满足市场需求。半夏的块茎是其药用部位,在自然条件下,半夏繁殖率很低,加之野生环境的破坏和化学除草剂的使用,野生的半夏资源遭到毁灭性的破坏,导致了半夏块茎产量严重不足。因此,如何提高半夏的产量成为一个重要的科学问题[3]。

腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase,AGPase)在植物生长发育过程中起到影响淀粉合成的作用[4-9]。AGPase 在许多植物叶子及贮藏器官中都有存在,AGPase 催化1-磷酸葡萄糖(G-1-P)形成腺苷二磷酸葡萄糖,起到活化葡萄糖的作用使其可以用于淀粉合成[10-16]。AGPase 在淀粉代谢过程中与其他酶类组成了蛋白复合体,协同控制淀粉的合成和分解的过程。因而,AGPase 是淀粉生物合成过程中的关键酶,为淀粉合成提供所需的活化葡萄糖供体。

在高等植物中AGPase 由大亚基和小亚基组成异型四聚体,每个亚基都由不同基因编码,大亚基的作用是调节酶的活性,小亚基则是酶的催化中心[17]。在百合鳞茎的生长发育、膨大过程中,鳞茎中淀粉的含量与AGPase 的表达量呈正相关[18]。在玉米、马铃薯、小麦等作物中AGPase 均与储藏器官的发育过程有一定联系,起着促进作用,其调控机理十分复杂[19-24]。在马铃薯中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶小亚基基因(sAGPase)的表达与AGPase 的活性是直接相关的,故可用sAGPase 的表达反映AGPase 的活性。……

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