大蒜蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶基因As-1-SST的克隆与表达分析
2021-12-31铁原毓
核农学报 2021年11期
关键词:植物
铁原毓 田 洁,2,*
(1 青海大学农林科学院/青海省蔬菜遗传与生理重点实验室,青海 西宁 810016;2 省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室,青海 西宁 810016)
植物中果聚糖作为由蔗糖与一个或多个果糖基连接成的寡糖或多糖,不仅是许多高等植物营养器官中重要的水溶性碳水化合物,还是一种渗透调节剂。果聚糖的解聚能释放可溶性果糖,以调节细胞渗透压,从而提高植物细胞抵御逆境的能力[1]。研究表明,果聚糖作为一种新兴的抗氧化剂,其代谢过程不仅影响植物的生长发育,还能够通过稳定膜系统保护植物免受冰冻或干旱胁迫[2-3]。因此,研究果聚糖合成相关基因,明确基因功能,对揭示植物抗逆机制具有重要意义。
蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶(sucrose: sucrose 1-fructosyltransferase, 1-SST)作为植物果聚糖生物合成过程中的关键酶,通过将一个蔗糖分子上的果糖基转移到另一个蔗糖分子上,催化形成一个果聚三糖(1-蔗果三糖)和一个葡萄糖分子,使果聚糖开始合成[4]。另外,1-SST作为果聚糖合成途径中关键的第一步,对β(2-1)键连接的菊糖型果聚糖新生系列的合成具有重要的催化作用[5]。近年来,关于果聚糖合成相关基因功能的研究已经取得了一定进展,如小麦[6-7]、洋葱[8]、华山新麦草[9]、芦笋[10]、菊芋[11]等植物的1-SST基因已被克隆并进行序列分析。研究表明,1-SST基因在植物合成果聚糖及抵御非生物胁迫中具有重要意义[12-14],如在冬小麦中过表达1-SST基因可以提高转基因植株的耐寒性[15];烟草中过表达莴苣1-SST基因,明显增加了转基因烟草果聚糖的积累,从而提高了植株耐旱性[16]。……
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