玉米蔗糖合成酶基因家族的全基因組鑒定及表達分析

陳 曙，趙秋芳，陳宏良，金 輝*

(1.中國熱帶農業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所，廣東 湛江 524091；2.農業(yè)部熱帶果樹生物學重點實驗室 ， 廣東 湛江 524091)

【研究意義】蔗糖作為高等植物光合作用的主要產物，其本身不能被直接利用，需被分解成可溶性糖才能參與植物的各項生理代謝活動[1]。蔗糖合成酶(Sucrose Synthase，SUS)是植物糖代謝的關鍵酶之一，與植物細胞組織和骨架的構建、植株的生長發(fā)育和果實的成熟以及植物對逆境脅迫的響應等方面密切相關[2]。因此鑒定和研究植物蔗糖合成酶基因家族對深入了解植物的生長發(fā)育規(guī)律、提高作物抗逆性等方面都有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】研究表明，植物蔗糖合成酶家族是一個小基因家族，所含基因數量不多，但不同植物中基因成員數差別較大。在柑橘中鑒定出3個SUS基因[3]，水稻、擬南芥和橡樹中均發(fā)現6個SUS基因[4-6]，大豆中鑒定出12個SUS基因[7]，以及谷子和葡萄中分別鑒定出9和5個SUS基因[8-9]。所有SUS蛋白序列高度保守，均含有蔗糖合成結構域以及糖基轉移酶結構域。基因表達研究發(fā)現，SUS家族成員具有組織表達特異性。在柑橘中，CitSUSA在柑橘的果實發(fā)育過程階段其表達水平呈上升趨勢，而CitSUS1則表現為下降趨勢，這表明CitSUSA與CitSUS1具有不同的表達模式[3]。在大豆中，對蔗糖合成酶突變體植株的研究發(fā)現SUS酶活性降低會導致根部中根瘤菌固氮能力減弱，部分組織器官發(fā)生退化，植株抗逆能力變差等現象[7]。同樣研究發(fā)現，SoSUS1在甘蔗的葉片、葉鞘以及莖中均有表達，但在莖中的表達量遠高于其他部位，說明甘蔗莖中的含糖量高于其他部位[10]?！?br>