科研产出
甘蔗各家族SPS基因表达特性分析
《南方农业学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】通过时空表达特性分析,初步推测甘蔗各家族蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因在甘蔗蔗糖积累途径中的功能,为研究甘蔗各家族SPS基因的生物学功能奠定基础。【方法】采用荧光定量PCR分析甘蔗4个家族SPS基因在高、中、低糖甘蔗品种未成熟叶片、成熟叶片和茎中的时空表达特性。【结果】在甘蔗伸长期、蔗糖积累前期和蔗糖积累后期,Sof SPSDⅢ基因在所有甘蔗品种的未成熟叶片、成熟叶片和茎中均高水平稳定表达,相对表达量在5.3~8.1;Sof SPSB基因在成熟叶片中几乎不表达,而以茎中表达量最高。在伸长期,Sof SPSC和Sof SPSA基因表达较强,相对表达量分别为7.3~14.2和1.5~4.4;在蔗糖积累前期,Sof SPSC基因表达稍有降低,但仍处于较高水平,相对表达量达为4.6~8.9,而Sof SPSA基因表达加强,相对表达量达3.8~6.9;在蔗糖积累后期,Sof SPSC基因在成熟叶片中的表达量比蔗糖积累前期下降4.0~7.2倍,且均比未成熟叶和茎中下降约6.0倍,而Sof SPSA基因在不同组织中的表达量比蔗糖积累前期下降1.8~5.7倍。各家族SPS基因在不同糖分甘蔗品种间的表达趋势一致。【结论】甘蔗D家族SPS基因维持甘蔗蔗糖合成的基本功能,通过调控C、A家族SPS基因的表达来调控蔗糖合成的强度,B家族SPS基因不参与甘蔗源叶中蔗糖合成而参与蔗糖的积累与利用。
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甘蔗DⅢ家族蔗糖磷酸合成酶基因SofSPSDⅢ克隆及其hpRNA载体构建
《南方农业学报 》 2014 CSCD
摘要：【目的】克隆甘蔗DⅢ家族SofSPSDⅢ基因并构建其hpRNA表达载体,为研究该基因生物学功能奠定基础。【方法】通过同源克隆获得甘蔗SofSPSDⅢ基因部分序列,利用RACE技术获得其全长cDNA。扩增SofSPSDⅢ目的基因约500 bp序列,利用中间载体pHANNIBAL构建该片段的hpRNA结构,然后用Not Ⅰ将整个hpRNA结构切下,克隆到双元植物表达载体pART27上,构建该基因的hpRNA表达载体。【结果】通过同源克隆和RACE技术获得SofSPSDⅢ基因全长cDNA序列,该基因全长3252 bp,5′端UTR长度59 bp,3′端UTR长度292 bp,开放阅读框(ORF)长度2895 bp,带有真核生物典型的poly(A)尾巴(GenBank登录号:HQ117935)。该基因编码蛋白含有964个氨基酸,理论分子量108.03kDa,等电点pI=6.66;SofSPSDⅢ与SoSPS2、SbSPS和TaSPS9的氨基酸序列同源性分别为99.0%、98.9%和90.0%。构建获得SofSPSDⅢ基因的hpRNA载体pART-DⅢ-Ri。【结论】成功克隆甘蔗DⅢ家族SofSPSDⅢ基因并构建基hpRNA载体,可为下一步沉默该基因、进而解析该基因的生物学功能奠定基础。
关键词： 甘蔗 蔗糖磷酸合成酶 SofSPSDⅢ 克隆 发夹RNA 载体构建
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甘蔗B家族蔗糖磷酸合成酶基因SofSPSB的克隆及原核表达
《南方农业学报 》 2013 CSCD
摘要：【目的】克隆甘蔗B家族SofSPSB基因并进行原核表达,为进一步研究甘蔗SPS酶学特性及SPS活性调控机制奠定基础。【方法】在进化分析的基础上,通过同源克隆获得甘蔗SofSPSB基因部分序列,再结合RACE技术获得全长cDNA序列。扩增SofSPSB基因ORF并连到原核表达载体pETBlue-2上,导入大肠杆菌BL21(DE3)中表达。【结果】通过比对B家族中进化关系很近的玉米(Zea mays)ZmSPS1和水稻(Oryza sativa)OsSPS1基因序列,并在保守区设计一对引物扩增获得甘蔗B家族SPS基因(SofSPSB)2330bp序列。结合5'-RACE和3'-RACE技术获得3481 bp SofSPSB基因全长cDNA序列,该序列包含一个3225bp的开放阅读框(ORF);起始密码子(ATG)位于转录起始位点后56bp处,终止密码子(TGA)后有一段201bp的非编码序列,并带有真核生物典型的polyA尾巴;编码1074个氨基酸,SofSPSB与Zm-SPS1、OsSPS1的核苷酸序列同源性分别为94.7%和81.3%,氨基酸序列同源性分别为96.0%和83.9%;其理论分子量Mw=118.96kDa,等电点pI=6.30。经原核表达后纯化获得带6×His标签的融合蛋白。【结论】克隆获得甘蔗B家族Sof-SPSB基因全长cDNA序列,成功构建了SofSPSB基因原核表达载体,使其在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。
关键词： 甘蔗 蔗糖磷酸合成酶 SofSPSB 克隆 原核表达
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植物蔗糖磷酸合成酶研究进展
《中国生物工程杂志 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：蔗糖磷酸合成酶(Sucrose Phosphate Synthase,以下简称SPS)是植物体内控制蔗糖合成的关键酶。植物体内蔗糖的积累与SPS活性正相关,SPS还参与植物的生长和产量形成,并在植物的抗逆过程中起重要作用。高等植物中至少存在A、B、C三个家族的SPS,而禾本科植物至少存在A、B、C、DIII和DIV五个家族的SPS。不同植物体内不同家族的SPS基因的表达特性不同,它们所发挥的功能也存在差异。SPS的活性在基因表达调控和SPS蛋白磷酸化共价修饰作用两个层面受到植物生长发育、光照、代谢产物、外源物质如激素和糖类等多种因素的复杂调控。转基因研究表明,转SPS基因是提高作物产量和品质、增强作物抗逆性的有效途径,值得深入研究。全面总结了国内外在植物蔗糖磷酸合成酶方面的研究进展,并提出问题与研究展望,期望为进一步研究并利用植物SPS基因改良作物品种提供参考。
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甘蔗蔗糖磷酸合成酶SPSⅢ基因表达的初步研究
《南方农业学报 》 2012 CSCD
摘要：【目的】了解蔗糖磷酸合成酶基因在甘蔗中表达特性及其对甘蔗糖分积累影响的作用机理。【方法】以甘蔗品种桂糖28号(GT28)、拔地拉、新台糖20号(ROC20)、新台糖22号(ROC22)为供试材料,选取0叶、+1叶、幼嫩叶鞘、幼茎,通过半定量RT-PCR法对甘蔗SPSIII基因的表达进行分析。【结果】SPSIII在4个甘蔗基因型中的0叶、+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,在GT284个不同部位的表达量较低,在拔地拉4个不同部位表达较均匀,在ROC204个部位中以嫩叶鞘的表达较高,在ROC22中以幼茎的表达较高。【结论】SPSIII在4个甘蔗基因型中的0叶和+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,但SPSIII表达因甘蔗基因型不同而有所差异。
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甘蔗蔗糖磷酸合成酶基因(SofSPSA)的克隆及正反义植物表达载体的构建
《农业生物技术学报 》 2011 北大核心 CSCD
摘要：蔗糖磷酸合成酶(SPS)是植物体内控制蔗糖合成的关键酶。本研究通过搜索NCBI数据库获得迄今植物中所有的蔗糖磷酸合成酶基因序列共77条,其中全长序列43条;对全长序列进行进化分析表明,植物SPS基因分为A、B、C和D四个家族,同一植物体内有多个分别属于不同家族的SPS基因;比对A家族中进化关系很近的甘蔗(Saccharum officinarum)SofSPSII、水稻(Oryza sativa)OsSPS4、黑麦草(Lolium perenne)LpSPS和竹子(Bambusa oldhamii)BoSPS基因序列,并在保守区设计一对引物扩增获得甘蔗A家族SPS基因(SofSPSA)2553bp序列,结合5'-RACE和3'-RACE技术获得甘蔗SofSPSA基因全长cDNA序列3906bp;该序列包含一个3183bp的开放阅读框(ORF),编码1060个氨基酸残基的蛋白,其理论分子量和等电点分别为118.4kD和6.09。该序列的起始密码子(ATG)位于转录起始位点后359bp处,终止密码子(TAA)后还有一段365bp的非编码序列,并带有真核生物典型的polyA尾巴(GenBank登录号:HM854011);SofSPSA与SofSPSII、OsSPS4、LpSPS、BoSPS的氨基酸相似性分别为99.3%、91.8%、91.6%和91.9%,一致性分别为99.2%、87.9%、87.5%和87.8%;设计引物分别扩增正、反向SofSPSA基因ORF并分别连到pBI121上获得由组成型表达启动子35S驱动的正、反义植物表达载体pBI-SofSPSA和pBI-anti-SofSPSA,为进一步研究甘蔗SPS基因的生物学功能及利用甘蔗SPS基因改良作物品种提供科学依据。
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糖蜜酒精废液对甘蔗品质及蔗糖合成关键酶活性的影响
《西南农业学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：采用45、75、105 t/hm2糖蜜酒精废液直接浇灌甘蔗,并与清水处理(对照)和常规施肥进行比较试验,研究不同用量糖蜜酒精废液对甘蔗品质及蔗糖合成关键酶活性的影响。结果表明:施用3种定量糖蜜酒精废液的甘蔗,蔗糖产量显著高于清水处理和常规施肥;施用3种定量糖蜜酒精废液,新植蔗的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和蔗糖合成酶(SS)合成方向的活性低于清水处理和常规施肥,宿根蔗的两种酶活性与清水处理和常规施肥相当;施用3种定量糖蜜酒精废液,新植蔗的蔗糖分含量、蔗汁还原糖和重力纯度在工艺成熟前期低于清水处理和常规施肥,但到工艺成熟后期与清水处理和常规施肥相当,宿根蔗的上述各项品质指标在整个工艺成熟期不同处理间差异不显著。说明施用3种定量糖蜜酒精废液能显著提高甘蔗蔗糖产量,如生长期足够长,还能获得与常规施肥相同的酶活性和品质。
关键词： 糖蜜酒精废液 甘蔗品质 蔗糖磷酸合成酶 蔗糖合成酶
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