重組腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(glgC)對馬鈴薯苗期光合作用及淀粉積累影響的初步研究.pdf

1、淀粉不僅是人類的能量來源，而且是重要的工業(yè)原料。馬鈴薯淀粉由于其優(yōu)良的加工性能，因而被廣泛應(yīng)用于食品，建筑，石油開采和其它領(lǐng)域。現(xiàn)有的主栽馬鈴薯品種淀粉含量較低，選育適合栽培的高淀粉含量馬鈴薯加工型品種的工作迫在眉睫。馬鈴薯是同源四倍體，遺傳分離復(fù)雜，運(yùn)用常規(guī)育種方法培育高淀粉含量的馬鈴薯品種難度極大。近年來，隨著人們對淀粉生物合成途徑的深入研究，使得運(yùn)用基因工程技術(shù)調(diào)控淀粉合成中相關(guān)酶的活性，從而提高馬鈴薯塊莖淀粉含量成為可能。研究表

2、明，腺苷酸二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）是馬鈴薯淀粉合成過程中的限速酶。
　　 為了通過基因工程途徑提高馬鈴薯淀粉含量，本實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用基因工程途徑，將編碼大腸桿菌腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的glgC基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯中，完成了重組glgC基因在馬鈴薯體內(nèi)的轉(zhuǎn)化，獲得了14個(gè)PCR陽性轉(zhuǎn)化子。為了研究重組glgC基因?qū)D(zhuǎn)化子表型的影響，本研究以14個(gè)轉(zhuǎn)化子作為實(shí)驗(yàn)材料，測定其苗期光合速率、葉綠素含量、葉片蔗糖含量，微型薯淀粉含量

3、、淀粉酶活力，初步檢測了淀粉組成和淀粉粒形態(tài)，比較分析了不同重組glgC轉(zhuǎn)化子苗期光合作用和微型薯淀粉積累指標(biāo)，明確了重組glgC對光合作用及淀粉積累的影響以及光合作用與淀粉積累之間的聯(lián)系。
　　 研究結(jié)果表明，14個(gè)轉(zhuǎn)化子的光合速率、葉綠素含量、葉片蔗糖含量與其對照無顯著差異，由此表明，重組glgC沒有對不同轉(zhuǎn)化子光合作用主要指標(biāo)產(chǎn)生顯著影響；各轉(zhuǎn)化子微型薯淀粉含量均顯著高于其對照，其中，PCB2B轉(zhuǎn)化子的淀粉含量最高，達(dá)到了

4、20.33%，比對照提高了9.05%。PC-PG轉(zhuǎn)化子淀粉含量為14.73%，高于其對照12.02%，這表明重組glgC對淀粉含量產(chǎn)生顯著影響。
　　 各轉(zhuǎn)化子與其對照微型薯淀粉酶活力存在顯著差異，其中W1D2轉(zhuǎn)化子淀粉酶活力最低，為0.52 mg.g-1.30min，低于對照72.45%，W1B13轉(zhuǎn)化子的淀粉酶活力為2.13 mg.g-1.30min，比其對照降低了41.32%，PC-PG轉(zhuǎn)化子淀粉酶活力為2.03mg.g-

5、1.30min，比其對照降低了45.72%。淀粉粒觀察結(jié)果表明，重組glgC對各微型薯的淀粉粒形狀、臍點(diǎn)、輪紋無顯著影響；淀粉組成定性測定表明，PC-PG、PCB2A、PCB2B、PCB2C、PCB1-2、PC-GB、PC-GC、PC-GD、W1B2、W1B5、W1B13轉(zhuǎn)化子與其對照顏色無明顯區(qū)別；PCB1E、W1D2、W1B9與其對照顏色有明顯可見區(qū)別，由此表明，重組glgC表達(dá)改變了其淀粉組成。
　　 重組glgC對不同轉(zhuǎn)

6、化子光合作用主要指標(biāo)無顯著影響的結(jié)果表明，插入的外源基因沒有造成光合作用相關(guān)代謝途徑的基因失活；重組glgC對淀粉含量產(chǎn)生顯著影響的結(jié)果表明，表達(dá)重組glgC提高了轉(zhuǎn)化子淀粉積累；因重組基因中包含有抑制直鏈淀粉合成的基因（GBSSI），轉(zhuǎn)化子PCB1E、W1D2、W1B9微型薯支鏈淀粉合成增加，與預(yù)期結(jié)果一致。
　　 重組glgC對不同轉(zhuǎn)化子光合作用主要指標(biāo)無顯著影響，但對轉(zhuǎn)化子淀粉合成相關(guān)代謝產(chǎn)生顯著影響表明，微型薯淀粉積累的