甘蔗Rubisco和PEPC基因的克隆及其在不同施氮水平下不同甘蔗品種中的表達.pdf

1、甘蔗（Saccharrum spp.）是一種重要的C4作物，在我國90％以上食糖年產(chǎn)量來自甘蔗。近年來，中國的甘蔗產(chǎn)業(yè)面臨著許多新的挑戰(zhàn)，過量施肥是其中之一。氮肥施用過量是國內(nèi)蔗區(qū)極為普遍的現(xiàn)象，施氮過量不僅導(dǎo)致氮利用效率下降，增加了生產(chǎn)成本，加重病蟲害，降低甘蔗蔗糖分，還會嚴重污染環(huán)境。光合酶Rubisco和PEPC是催化C4植物光合作用的關(guān)鍵酶，是植物葉片可溶性蛋白的主要組成成分，因此氮能夠通過影響這兩個酶的含量和酶學(xué)特性來影響光合

2、作用。雖然關(guān)于氮對光合作用影響的研究已有不少，但是氮對不同氮利用效率甘蔗品種光合作用影響的分子水平的研究鮮有報道。光合作用與氮素利用密切相關(guān)，研究不同施氮量對不同氮利用效率甘蔗品種光合作用的影響，闡明氮利用效率與光合作用互作的機理對提高氮肥的利用效率有重要意義。
　　本研究采用PCR技術(shù)擴增甘蔗品種GT11的光合酶Rubisco和PEPC基因的全長CDS序列，并進行克隆、原核表達及純化。采用熒光定量和Westernblotting

3、技術(shù)對三個生長于不同施氮水平下的氮利用效率不同的甘蔗品種(GT11、ROC22和GXB9)的光合酶基因表達情況進行檢測，同時測定光合作用，所得結(jié)果如下:
　　1.成功克隆出GT11的光合酶基因rbcS、rbcL和pepc的全長CDS，并在原核表達宿主Rosetta中進行表達，最終獲得了符合單克隆抗體制備條件的融合蛋白SSU和LSU。
　　2.通過對熒光定量和Western blotting結(jié)果進行分析發(fā)現(xiàn)，氮利用效率高的甘蔗

4、品種GXB9的三個光合酶基因在轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)水平上表達量均比較穩(wěn)定，ROC22次之，而氮利用效率最低的甘蔗品種GT11基因表達波動最為劇烈。實驗還發(fā)現(xiàn)施氮處理主要通過影響rbcS的表達來影響甘蔗的光合作用。
　　3.對葉片中光合酶蛋白的Western blotting檢測發(fā)現(xiàn)LSU在10月份時部分被降解為略小于全長的肽段，這可能與甘蔗進入成熟期凈光合速率降低有關(guān)。
　　4.在本研究條件下，施氮處理對甘蔗光合速率有明顯的影響，雖