轉(zhuǎn)移肽大片段缺失的質(zhì)體型AGPase小亞基在小麥淀粉合成中的功能研究.pdf

1、淀粉是小麥籽粒重量的決定因素，它的合成是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過程，由不同的酶共同催化合成的，其中AGPase是淀粉合成的關(guān)鍵酶。根據(jù)在高等植物細(xì)胞中的分布，AGPase有兩種類型:質(zhì)體型AGPase和胞質(zhì)型AGPase。這兩種AGPase均是由兩個(gè)大亞基和兩個(gè)小亞基組成的異源四聚體。胞質(zhì)型亞基和質(zhì)體型亞基均是由核基因編碼，而后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中合成;但質(zhì)體型亞基在細(xì)胞質(zhì)中形成的是前體蛋白，需進(jìn)一步在N端轉(zhuǎn)移肽的引導(dǎo)下，通過質(zhì)膜進(jìn)入質(zhì)體，經(jīng)過剪切去

2、除轉(zhuǎn)移肽，形成成熟的亞基，才能發(fā)揮其相應(yīng)的功能。在前期研究中，課題組從小麥中分離出一個(gè)新的質(zhì)體型AGPase小亞基基因（TaAGPS1b）(Genbank登錄號(hào):EU586278)，它所編碼的質(zhì)體型AGPase小亞基N端轉(zhuǎn)移肽僅有25個(gè)氨基酸，比其他作物的質(zhì)體型小亞基轉(zhuǎn)移肽序列缺失了39個(gè)氨基酸（缺失率高達(dá)60.9％）。為了研究轉(zhuǎn)移肽大片段的缺失對(duì)質(zhì)體型AGPase的定位及功能的影響，本試驗(yàn)通過亞細(xì)胞定位的方法，研究了TaAGPS1b在

3、細(xì)胞中的定位;在小麥中遺傳轉(zhuǎn)化并獲得了TaAGPS1b過表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小麥植株，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株籽粒淀粉含量與粒重均顯著提高。主要結(jié)果如下:
　　1.克隆轉(zhuǎn)移肽大片段缺失的質(zhì)體型AGPase小亞基基因的ORF序列，并將其構(gòu)建到亞細(xì)胞定位載體中，通過水稻原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化，以轉(zhuǎn)移肽未缺失的質(zhì)體型小亞基(TaAGPS1b-FJ643609)為對(duì)照，觀察了TaAGPS1b-EU586278的亞細(xì)胞定位情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照(TaAGPS1b-FJ6

4、43609)定位結(jié)果相一致，TaAGPS1b-EU586278蛋白也定位在質(zhì)體（葉綠體）中。表明質(zhì)體型AGPase小亞基轉(zhuǎn)移肽部分序列的缺失沒有改變轉(zhuǎn)移肽的轉(zhuǎn)運(yùn)功能，仍能夠引導(dǎo)質(zhì)體型AGPase小亞基的前體蛋白進(jìn)入質(zhì)體。
　　2.通過農(nóng)桿菌侵染法將TaAGPS1b-EU586278的過表達(dá)載體導(dǎo)入到小麥中，并通過PCR和Southern blot等方法鑒定出過表達(dá)轉(zhuǎn)基因小麥植株。與未經(jīng)轉(zhuǎn)化的野生型對(duì)照植株相比，TaAGPS1b-E