百合鳞茎发育过程中淀粉合成相关酶基因的克隆及表达分析

作者：张进忠; 孙嘉曼; 李朝生; 韦莉萍; 范燕萍^*

来源：广西植物, 2019, 39(04): 446-452.

• 百合
• 淀粉合成
• 鳞茎膨大
• 腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶
• 荧光定量PCR

该研究通过同源克隆技术克隆腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、颗粒结合淀粉合酶(GBSS)和可溶性淀粉合酶(SSS) 3类百合淀粉合成关键酶基因,分析这三类淀粉合成关键酶基因的表达变化,测定百合鳞茎膨大发育中淀粉含量变化。结果表明:(1) AGPase具有GlgC家族蛋白PLN02241蛋白结构特征及cl11394家族蛋白ADPGlucosePP与NTPtransferase结构域,获登录号KP751443; GBSS与SSS具有cl10013家族蛋白Glycotransf5,GT1GlycogensynthaseDULL1like结构域,获登录号分别为KP751444、KP751445。(2)百合鳞茎形成与膨大发育过程中,淀粉含量呈现递增趋势,鳞茎盘开始分化茎杆时其淀粉含量最高,达到44.52%。鳞茎与叶片部位的三个淀粉合成相关酶基因表达量均逐渐增加;在鳞茎膨大后茎杆分化阶段,三个淀粉合成相关酶基因表达量达到最高,AGPase、GBSS、SSS在鳞片中的表达量分别为10.79,6.92和5.12,叶片中的表达量分别为6.79,5.22和4.41,鳞片中的表达量大幅度高于叶片;淀粉合成相关酶基因的表达量变化与淀粉含量、鳞茎的膨大发育成正相关。这为鳞茎的繁殖生产提供了可通过调节淀粉合成关键酶基因表达促进百合鳞茎膨大发育的思路。

• 单位
  广西壮族自治区农业科学院生物技术研究所; 华南农业大学; 广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室