ABI4调控玉米胚乳淀粉合成的分子机制

作     者：彭彩 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄玉碧

授予年度：2016年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：玉米 胚乳 ABI4 淀粉含量 淀粉链长 

摘      要：淀粉是植物光合作用的最终产物,是籽粒的主要贮藏物质,作物灌浆的过程主要是淀粉积累的过程。许多研究显示,作物粒重与灌浆期籽粒淀粉合成关键酶活性高低密切相关。有研究显示转录因子ABI4能够调控一些淀粉合成关键酶基因的表达,为此,本研究在玉米中过表达ABI4基因,分析转录因子ABI4在玉米胚乳淀粉合成中的作用及其调控的分子途径,主要结果如下:1.克隆玉米ABI4基因并连接到改造的pCAMBIA1305.1载体上Ubi启动子下游,通过根癌农杆菌EHA105侵染幼胚法将目的基因转入玉米骨干自交系18-599,通过愈伤诱导、分化成苗等过程获得ABI4过表达转基因玉米植株;然后通过组织化学GUS染色、目标基因PCR检测、目标基因RNA定量检测、目标蛋白Western Blotting检测等筛选了一批T0-T2代阳性植株。2.提取T2代植株的25 DAP(days after pollination)胚乳的总RNA做实时荧光定量PCR,检测了胚乳中过表达ABI4基因对淀粉合成关键酶基因表达的影响,结果表明:对于淀粉合成的直接底物ADPG合成相关基因,胚乳中过表达ABI4基因可以提高AGPL2、AGPLS4、Sh2基因的表达量;对于淀粉合成酶基因,胚乳中过表达ABI4基因提高了 GBSSI的表达量,抑制了 SSⅢa、SSIV的表达量;对于淀粉分支酶基因,过表达ABI4基因能够提高SBEI和SBEⅡb两个基因的表达量;对于淀粉去分支酶,过表达ABI4基因促进ISA1和ISA2的表达,抑制Zpu1的表达;淀粉磷酸化酶基因方面,过表达ABI4基因抑制了PHO 和PHOL基因的表达。3.分离了野生型和转基因T2代植株25 DAP胚乳,并测定了淀粉含量,结果显示ABI4过表达植株胚乳的淀粉含量极显著高于野生型植株;用ICS5000+离子色谱分离法对野生型和转基因T2代植株25 DAP胚乳中淀粉的链长分布进行了检测,结果显示转基因植株在dp6-19范围的链长分布量高于野生型植株的,而在dp20-35范围内的链长分布量与野生型植株的差别不明显。