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滞绿突变对大豆叶片蔗糖代谢相关基因表达的影响

2021-12-23侯思宇温宏伟李贵全

中国农业大学学报 2021年11期
关键词:大豆水平

王 鹏 侯思宇,2 温宏伟 李贵全*

(1.山西农业大学 农学院,山西 太谷 030801;2.山西农业大学 农业生物工程研究所,山西 太谷 030801)

高等植物的滞绿是指叶绿素降解缓慢或降解程度较低,叶片能够在生育末期长时间保持绿色,甚至完全不发生黄化的现象[1]。目前,已利用人工诱变手段在小麦、玉米、水稻、拟南芥和番茄等作物中获得了大量的滞绿突变体材料,各种滞绿突变体的成因及滞绿机理都存在一定的差异[2]。大豆中已鉴定出4个基因位点的突变会导致滞绿,其中cytG为细胞质遗传位点,D1和D2双基因突变导致种子滞绿,G与D1连锁,其突变会导致种皮发生滞绿[3]。

糖是植物体内重要的碳水化合物,由高等植物通过光合作用产生。蔗糖和己糖作为主要的可溶性糖类,均可以充当信号调节物质,参与细胞糖信号转导的过程,是植物生长发育和一些基因表达的重要调控因子[4]。蔗糖和己糖的代谢过程需要多种酶共同参与。其中,蔗糖磷酸合成酶(SPS)是蔗糖合成的限速酶[5],催化尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)和6-磷酸果糖生成6-磷酸蔗糖和UDP,6-磷酸蔗糖再由蔗糖磷酸化酶(SPP)去磷酸化生成蔗糖。蔗糖需要通过水解为己糖才能被植物所吸收利用,而不能直接作为能源物质为植物提供能量[6]。转化酶(Inv)是蔗糖裂解的关键酶,催化蔗糖水解产生己糖(葡萄糖和果糖)。蔗糖合酶(SS)催化蔗糖分解与合成的可逆反应[7],大豆叶片中SS分解方向的活性更大,主要参与蔗糖分解的调节作用[8]。己糖在己糖激酶的催化下发生磷酸化反应,进入糖酵解途径,进而为植物的生理活动提供能量和中间代谢产物[9]。……

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