玉米淀粉分解酶活性動(dòng)態(tài)以及其相關(guān)基因時(shí)空表達(dá)分析.pdf

1、玉米是主要的糧食、飼料作物和工業(yè)原料，在世界和我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上均具有重要的作用。幾乎所有植物中都存在有分解淀粉的酶，尤其是萌發(fā)后禾谷內(nèi)的種子中分解淀粉的酶的活力更強(qiáng)。酶是種子萌發(fā)時(shí)的生理活性物質(zhì)之一，在萌發(fā)過(guò)程中酶活力的變化非常顯著。在淀粉分解酶的作用下，玉米淀粉被降解，小分子糖含量增加。目前我國(guó)關(guān)于玉米淀粉分解酶的研究主要集中于種子和種子生理方面，通過(guò)玉米自身酶的作用和一系列的生理變化，改良淀粉品質(zhì)，生產(chǎn)工業(yè)酶制劑等。關(guān)于植物中分解淀粉

2、的酶（a-淀粉酶、β-淀粉酶、淀粉磷酸化酶和去分支酶）在種子萌發(fā)中的活力規(guī)律，以及基因時(shí)空表達(dá)規(guī)律鮮有報(bào)道。
　　 本研究以玉米四個(gè)優(yōu)良自交系：黃早四、Mo17、08-641、18-599為研究對(duì)象。通過(guò)測(cè)定四個(gè)自交系種子萌發(fā)時(shí)期種子中酶活力的表現(xiàn)，研究其四個(gè)酶活力的表現(xiàn)規(guī)律，結(jié)合種子發(fā)芽率和萌發(fā)時(shí)期的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，選取高淀粉含量自交系08-641作為田間試驗(yàn)材料。應(yīng)用熒光定量PCR技術(shù)，研究其授粉后籽粒和葉片中淀粉分解酶類的酶

3、活動(dòng)態(tài)表達(dá)及其8個(gè)基因[a-amylase、β-amylase、β-amylase(amy5)、DBE(zpul)、DBE(iso2)、DBE(iso3)、Sp(lprecursor)以及Sp(2precursor)]的時(shí)空表達(dá)規(guī)律，為利用生物技術(shù)進(jìn)行育種，加快育種速度，實(shí)現(xiàn)基因改良，提高玉米淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)提供可靠的依據(jù)。
　　 主要研究結(jié)果概括如下：
　　 1、淀粉分解酶活力在四個(gè)自交系萌發(fā)的第3天和第4天達(dá)到最大值，

4、然后緩慢降低保持穩(wěn)定。08-641的a-淀粉酶活性和DBE酶活性顯著低于其它3個(gè)自交系，并且淀粉磷酸化的活性峰值比a-淀粉酶活性峰值晚一天，而其它自交系這兩個(gè)酶都是同一天達(dá)到峰值，β-淀粉酶和其它自交系沒(méi)有顯著差異。這可能是08-641的發(fā)芽期生長(zhǎng)較弱的原因。08-641在授粉后10至20天，葉片和籽粒中淀粉磷酸化酶活性逐漸增大，通過(guò)酶活性同淀粉積累的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)淀粉磷酸化酶的活力同淀粉的積累呈正相關(guān)。說(shuō)明淀粉磷酸化酶是玉米灌漿期充實(shí)的

5、因素之一。β-淀粉酶，a-淀粉酶，DBE活性都是由高到低變化，這可能與授粉后庫(kù)的建立需要淀粉分解提供能量有關(guān)。
　　 2、淀粉分解酶相關(guān)基因的時(shí)空表達(dá)特性分析，(1)籽粒和葉片前期型表達(dá)基因(13-20DAP):a-amylase,β-amy2、β-amy5、SP1p、DBE(iso2)和DBE(iso3);(2).籽粒和葉片后期型表達(dá)基因(20-30DAP):DBE(ZPUL)和SP2p。(3)只在籽粒中表達(dá)基因：β-amy5