甜玉米籽粒糖代谢关键调控基因的鉴定

作者：林建新; 林静; 张扬; 卢和顶; 陈山虎; 廖长见^*

来源：中国细胞生物学学报, 2023, 45(05): 705-713.

• 甜玉米
• 可溶性糖
• 转录组
• 糖代谢
• 关键调控基因

为了探究甜玉米籽粒形成过程中还原糖、可溶性糖和蔗糖含量变化规律及糖代谢关键调控基因,选取授粉后10天、15天、20天、25天和30天这几个时间点进行含糖量检测和转录组分析。结果显示还原糖含量在授粉后10天最高,约15 mg/g,此后逐渐下降到约4 mg/g。可溶性糖和蔗糖含量变化均呈现先升高后降低的趋势,两者在授粉后15天左右达到峰值,随后逐渐降低。PCA分析结果表明,授粉后10天的样本可以明显与其他时间点样本区分开,而授粉后15天～30天之间的时间点,样本区分度不大,表明授粉后10天时的籽粒发育与15天后的发育模式存在很大的不同。以授粉后10天样本基因的表达量为参照,对221个淀粉和蔗糖代谢通路上的基因进行分析,发现绝大部分注释基因在籽粒发育过程中不表达或低表达。有6个注释基因在授粉后15天持续高表达,分别是编码淀粉合成酶(EC 2.4.1.21)的基因Zm00001d045261、编码α-葡糖苷酶(EC 3.2.1.20)的基因Zm00001d036608、编码颗粒结合型淀粉合成酶(EC 2.4.1.242)的基因Zm00001d033937和Zm00001d045462、编码葡糖-1-磷酸腺苷酰基转移酶(EC 2.7.7.27)的基因Zm00001d050032及编码蔗糖合酶(EC 2.4.1.13)的基因Zm00001d045042,表明这6个编码基因在糖代谢过程中起着关键调控作用,对甜玉米品质的形成具有至关重要的作用。该研究结果为今后鲜食甜玉米的分子育种工作提供了重要的基因资源。

• 单位
  福建省农业科学院