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异源表达Hvsusiba2基因水稻的淀粉含量及相关酶谱分析

单贞 苏军 陈在杰 胡昌泉

单贞, 苏军, 陈在杰, 胡昌泉. 异源表达Hvsusiba2基因水稻的淀粉含量及相关酶谱分析[J]. 福建农业学报, 2017, 32(3): 229-233. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.03.001
引用本文: 单贞, 苏军, 陈在杰, 胡昌泉. 异源表达Hvsusiba2基因水稻的淀粉含量及相关酶谱分析[J]. 福建农业学报, 2017, 32(3): 229-233. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.03.001
SHAN Zhen, SU Jun, CHEN Zai-Jie, HU Chang-Quan. Utilization of Heterologous Expression of Hvsusiba2 to Increase Grain and Stalk Starch Contents and Amylopectin Synthase Activity in Rice[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2017, 32(3): 229-233. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.03.001
Citation: SHAN Zhen, SU Jun, CHEN Zai-Jie, HU Chang-Quan. Utilization of Heterologous Expression of Hvsusiba2 to Increase Grain and Stalk Starch Contents and Amylopectin Synthase Activity in Rice[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2017, 32(3): 229-233. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.03.001

异源表达Hvsusiba2基因水稻的淀粉含量及相关酶谱分析

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.03.001
基金项目: 

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项 2015N0037

福建省农业科学院科技重大专项 A2015-01

详细信息
    作者简介:

    单贞 (1991-),女,硕士研究生,研究方向:分子植物育种

    通讯作者:

    苏军 (1961-),女,研究员,研究方向:分子植物育种 (E-mail:sj@fjage.org)

  • 中图分类号: S511

Utilization of Heterologous Expression of Hvsusiba2 to Increase Grain and Stalk Starch Contents and Amylopectin Synthase Activity in Rice

  • 摘要: Hvsusiba2是一个来源于大麦的糖信号转录因子,它作用于淀粉合成途径的上游,是大麦淀粉合成途径的关键调控因子。本研究利用前期研究获得的转Hvsusiba2水稻纯合株系,探讨Hvsusiba2转录因子过表达对水稻淀粉合成的影响,并通过酶谱分析方法分析Hvsusiba2在水稻中的异源表达对支链淀粉合成同工酶的调控作用。结果显示:Hvsusiba2在水稻中的异源表达能够提高籽粒中总淀粉含量,增加淀粉含量达4.33%~9.22%,茎鞘的淀粉含量提高1倍,幼嫩种子发育过程中淀粉累积快速增加期为花后15 d起。对该时期的支链淀粉合成酶同工酶分析提示异源表达Hvsusiba2是通过提高籽粒中淀粉分支酶中淀粉分支酶SBEIIb、淀粉分支酶SBEI、异淀粉酶Isoamylase以及淀粉酶Amylase的活性改变水稻的支链淀粉合成,但淀粉分支酶中SBEIIa的活性不受Hvsusiba2转录因子的调控。
  • 图  1  转基因水稻SU-7发育种子和茎鞘及其野生型水稻的蛋白粗提物的非变性凝胶

    注:A为SU-7和非转基因对照日本晴发育9 d的种子和茎鞘的粗蛋白提取物在非变性胶中分离的条带,凝胶中含0.2% (W/V) 马铃薯直链淀粉,凝胶在30℃活化8 h后,用3%的碘液染色10 min后的图像;B为染色10 min后凝胶用ddH2O漂洗2次后的图像。

    Figure  1.  Native PAGE of amylopectin synthases in crude protein extracts of developing grains and stalks of wild type and transgenic rice SU-7

    表  1  异源表达Hvsusiba2水稻成熟种子总淀粉含量

    Table  1.   Starch content in grains of Hvsusiba2 rice and wild type

    水稻株系 种子收获年份 总淀粉含量/%
    Nipp 2012 77.63±1.15 b
    SU-7 2012 87.85±0.46 a
    Nipp 2013 79.69±0.70 a
    SU-7 2013 84.02±3.98 a
    Nipp 2014 77.91±4.35 b
    SU-7 2014 85.49±0.46 a
    注:同列数据后不同小写字母表示差异达显著 (P < 0.05) 水平。表 23同。
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    表  2  异源表达Hvsusiba2水稻种子发育过程中总淀粉含量

    Table  2.   Starch content in developing grains of Hvsusiba2 rice and wild type

    (单位/%)
    水稻株系 花后3 d 花后5 d 花后9 d 花后12 d 花后15 d
    Nipp 1.4±0.42a 2.27±0.95a 9.74±1.76a 12.61±2.59a 16.22±0.97b
    SU-7 1.18±0.03a 2.84±2.03a 7.34±0.97a 12.28±0.29a 23.31±1.11a
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    表  3  异源表达Hvsusiba2水稻植株根、茎和叶总淀粉含量

    Table  3.   Starch content in roots, stalks and leaves of Hvsusiba2 rice and wild type

    (单位/%)
    组织 Nipp SU-7
    0.097±0.015 a 0.093±0.006 a
    0.64±0.1480 b 1.36±0.1102 a
    0.31±0.0416 a 0.31±0.0819 a
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-07
  • 修回日期:  2017-02-14
  • 刊出日期:  2017-03-01

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