异源表达Hvsusiba2基因提高水稻胚乳淀粉含量的研究

• 作者: 单贞 王缨 苏军 陈在杰
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 大麦糖信号诱导转录因子基因(Hvsusiba2) 淀粉 基因表达
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 585-594
• 页数: 10页
• 分类号: S36|Q812
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2018.04.005

摘要

大麦糖信号诱导转录因子(sugar signaling in barley,Hvsusiba2)作用于淀粉合成途径的上游,是大麦(Hordeum vulgare)淀粉合成途径的关键调控因子.本研究将Hvsusiba2基因构建在淀粉分支酶基因启动子pSBEIIb下游,利用启动子的胚乳优势表达特性,驱动Hvsusiba2在胚乳中表达,增加水稻(Oryza sotiva)胚乳总淀粉含量.采用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导获得转化株系.对2个单拷贝整合转基因株系相关基因转录分析显示,Hvsusiba2基因在水稻茎、叶及种子中均能正常转录.与支链淀粉合成相关基因(淀粉分支酶基因(starch branching enzyme,OssbeIIb)、异淀粉酶基因(isoamylase,Osisol)及蔗糖转运蛋白酶基因(sucrose transporter,Ossut1))在3个组织中的转录高于对照2倍以上;蔗糖合成酶基因(sucrose synthase,Ossus2,Ossus3)和蔗糖转运蛋白基因(Ossut5)在茎和种子中的表达显著增强(P＜0.05).蔗糖合成酶基因(Ossus1)尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(UDP-glucose pyrophosphorylase,Osugp1)和淀粉分支酶基因(Ossbe1)在茎和叶中的表达明显增强(P＜0.05).两个株系成熟种子中淀粉含量分别由77.73％提高到86.49％和85.15％.研究结果表明,水稻异源表达Hvsusiba2基因是通过提高部分淀粉合成相关基因在种子中的表达来提高种子淀粉含量的.研究结果为利用分子手段提高水稻胚乳淀粉含量提供了理论依据.