甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ShSUT4基因的克隆及其與糖份積累間的關(guān)系.pdf

1、甘蔗是一種重要的糖料作物，同時也是一種高光效的C4植物，其成熟莖節(jié)中積累高濃度蔗糖的機(jī)制已經(jīng)成為了研究的熱點(diǎn)。蔗糖是甘蔗從源到庫轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的主要形式，蔗糖的轉(zhuǎn)運(yùn)一是通過共質(zhì)體途徑，即通過胞間連絲在細(xì)胞間進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)；二是通過質(zhì)外體途徑，即穿過細(xì)胞壁和組織間的細(xì)胞間隙進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)方式的不同主要取決于組織類型和發(fā)育時期。蔗糖在質(zhì)外體和共質(zhì)體間的轉(zhuǎn)運(yùn)需要質(zhì)膜上的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)。因此，分離克隆甘蔗中蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ShSUT4，進(jìn)一步鑒定轉(zhuǎn)運(yùn)蛋

2、白的功能，可為闡明甘蔗蔗糖的運(yùn)輸和積累機(jī)制提供理論依據(jù)，另外還可為培育高蔗糖含量的甘蔗新品種提供理論基礎(chǔ)。 本實(shí)驗(yàn)通過RT-PCR和RACE技術(shù)獲得了甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ShSUT4。序列分析顯示ShSUT4，1867bp，具有完整的編碼閱讀框，編碼區(qū)為47-1555bp，共編碼501個氨基酸，并具有典型的12次跨膜結(jié)構(gòu)的特征。ShSUT4與玉米的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SUT4同源性達(dá)95％。 此外，我們以甘蔗粵糖93-159的葉

3、、莖、根部RNA作為模板，以GAPDH做為內(nèi)參基因，對甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ShSUT4進(jìn)行初步RT-PCR表達(dá)分析。結(jié)果顯示ShSUT4基因幾乎在所有檢測的組織中都表達(dá)，在葉中表達(dá)最強(qiáng)，根中最弱。 為了進(jìn)一步揭示分離克隆到的基因與甘蔗蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)與積累的關(guān)系，本文先采用DNS法對成熟甘蔗體內(nèi)糖份積累的規(guī)律進(jìn)行了測定，DNS測定結(jié)果顯示：成熟甘蔗1-3節(jié)糖份較低、4-9節(jié)糖份快速積累、13-15節(jié)達(dá)到最大值后逐漸趨向平穩(wěn)；再以不同莖節(jié)

4、的RNA作為模板進(jìn)行ShSUT4RT-PCR表達(dá)測定，并分析了ShSUT4RT-PCR表達(dá)與不同莖節(jié)甘蔗糖份積累的關(guān)系。RT-PCR結(jié)果表明ShSUT4基因在甘蔗1-3節(jié)表達(dá)最低、5-6節(jié)最高、16-17和20-21節(jié)表達(dá)量趨向平穩(wěn)。說明ShSUT4的表達(dá)量與甘蔗糖份積累呈正相關(guān)。 又對不同含糖量的甘蔗品種的成熟莖節(jié)進(jìn)行ShSUT4RT-PCR表達(dá)分析，結(jié)果表明，ShSUT4表達(dá)量也與甘蔗品種的糖含量呈正相關(guān)。 綜合上述