大豆荚皮和种皮高表达的三个蔗糖合酶基因的表达与功能分析

作     者：黄俊铭 傅旭军 寿惠霞 HUANG Junming;FU Xujun;SHOU Huixia

作者机构：浙江大学农业与生物技术学院现代种业研究所杭州310058 浙江大学海南研究院种子工程与产业化团队海南三亚572000 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所杭州310021 

出 版 物：《植物生理学报》 (Plant Physiology Journal)

年 卷 期：2024年第60卷第7期

页      面：1119-1131页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFF1001204) 

主　　题：大豆(Glycine max) 蔗糖合酶 GmSUS5 基因表达 基因编辑 

摘      要：蔗糖是高等植物光合产物的主要运输形式,蔗糖合酶(sucrose synthase,SUS)是一类糖基转移酶,在库组织同化产物的代谢中发挥关键作用,影响作物产量和品质。本研究前期通过RNA-Seq数据分析,发现大豆SUS5亚家族基因——GmSUS5a、GmSUS5b、GmSUS5c在豆荚和种子中高表达,但它们的时空表达模式和功能尚有待解析。生物信息学分析表明,3个GmSUS5s蛋白相似度在82.0%以上,编码840~845个氨基酸,定位于细胞质中。对不同发育阶段荚皮和种子取样分析表明,三基因在花后7周鼓粒期的荚皮与种皮中表达最高,以Gm SUS5a表达量最高。对基因编辑获得的GmSUS5单、双和三突变体进行了表型观察,发现GmSUS5突变体因豆荚和种胚糖供应不足,造成坐果困难花期延长。本研究明确了大豆GmSUS5s参与种子蔗糖供应,从而影响大豆种子的发育。研究结果为进一步研究大豆蔗糖合酶基因GmSUS5s的功能和作用机制奠定了基础。