谷子淀粉合成酶家族分析

作者：马岚; 李育先; 刘颖; 梁嘉哲; 王艺璇; 王振怡^*

来源：分子植物育种, 2020, 18(16): 5213-5220.

DOI：10.13271/j.mpb.018.005213

• 谷子
• 可溶性淀粉合成酶
• 颗粒性淀粉合成酶
• 生物信息学

淀粉是植物光合作用的产物,主要在叶绿体中合成,是人类膳食的重要能量来源,同时也是一种重要的工业原料,被广泛应用于造纸、燃料、制药等行业。研究表明植物的淀粉合成与淀粉合成酶及一些其他关键酶有关。本研究以已知的水稻中淀粉合成酶基因为模板,鉴定出小麦、玉米、二穗短柄草、高粱和谷子淀粉合成酶家族的基因。我们分析了淀粉合成酶基因家族的系统进化树,结果发现它们在进化上具有高度的保守性。通过对保守基序进行分析,不同的基因所含有的保守motif的数目和位置差异很小,谷子淀粉合成酶的基序特征与其进化树基本一致。通过染色体定位分析,可以直观看出淀粉合成酶基因在每条染色体上分布不均匀。利用蛋白互作分析,可知淀粉的合成与多种酶相关,其中最主要的是与AGP酶相互作用。最后,用Cluster和Treeview程序构建了Heatmap图,发现淀粉合成酶基因在植物的生长和发育时期具有高度组织表达的特异性。由于谷子中淀粉含量的高低直接影响谷子的产量,因此,提高谷子淀粉含量和改良谷子淀粉品质已成为重要议题,对于谷子淀粉合成酶的研究具有显著的社会效益和经济效益。

• 单位
  生命科学学院; 华北理工大学