肌醇半乳糖苷合成酶（galactinol synthase, GolS）和棉子糖合成酶（raffinose synthase, RS）是棉子糖系列寡糖（raffinose family oligosaccharides, RFOs）代謝的重要酶,廣泛參與植物的生長發(fā)育以及逆境脅迫抗性等。本研究基于橡膠樹基因組數(shù)據(jù)庫平臺,分離鑒定Gol S和RS家族成員,重點分析其表達模式,以了解其在橡膠樹葉片發(fā)育及割膠過程中的作用。結(jié)果表明:HbGolS1和HbRS1分別是乳管中兩家族的關(guān)鍵成員,HbGolS1在葉片和膠乳中高表達,隨葉片發(fā)育其豐度逐漸升高,在成熟葉片中達到峰值。此外,該基因受割膠顯著誘導(dǎo)上調(diào)表達,乙烯利明顯抑制其表達;與之不同,HbRS1在膠乳中特異表達,不受割膠和乙烯利處理的影響。本研究結(jié)果闡明了HbGolS和HbRS隨葉片發(fā)育及割膠的表達特性,為進一步解析橡膠樹中RFOs代謝及其功能依據(jù)。 

【文章來源】：分子植物育種. 2020,18(20)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

橡膠樹Hb Gol S1-2與Hb RS1-2的進化樹分析(A,B)和基因結(jié)構(gòu)(C)

割膠和乙烯利處理對橡膠樹乳管細胞而言都是強烈的脅迫，比如應(yīng)對滲透壓的改變，活性氧的激增以及物質(zhì)和能量的代謝需求，為了維持正常的功能，乳管細胞內(nèi)隨之發(fā)生著激烈的代謝變化。基因的表達豐度必然與其功能相關(guān)，由于主要關(guān)注的是乳管中的情況，且Hb Gol S與Hb RS家族中只有Hb Gol S1與Hb RS1在膠乳中高豐度表達，因此割膠實驗和乙烯利處理實驗我們只分析了Hb Gol S1和Hb RS1。結(jié)果表明：在‘熱研73397’品系中，Hb Gol S1基因和Hb RS1基因在兩種處理情況下，都是Hb Gol S1的表達量遠遠活躍于Hb RS1 (圖3)。膠乳高表達的Hb Gol S1基因隨著割膠呈顯著上調(diào)，在第三刀表達水平就上調(diào)3倍，在接下來的27 d內(nèi)(9刀×3天=27天)依然保持2倍以上的表達水平(圖3 A)；在乙烯利處理后(短短24 h內(nèi))Hb Gol S1基因表達量迅速降低4.5倍(圖3B)；而相比之下，Hb RS1基因在兩種處理下表達水平都變化不大(圖3)。因此，Hb Gol S1基因在兩種處理情況下一定發(fā)揮著更重要的作用，而且作用機制也是明顯不一樣。圖3 橡膠樹Hb Gol S1和Hb RS1基因受割膠刀次(A)和乙烯利誘導(dǎo)時間(B)的表達水平

橡膠樹Hb Gol S1和Hb RS1基因受割膠刀次(A)和乙烯利誘導(dǎo)時間(B)的表達水平

【參考文獻】：
期刊論文
[1]刺齒報春苣苔肌醇半乳糖苷合成酶基因的鑒定及序列分析[J]. 覃信梅,盧永彬,江祈貴,黃章平,黃夕洋.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(08)
[2]橡膠樹糖代謝調(diào)控基因HbF2KP的克隆及表達[J]. 龍翔宇,何斌,曹冰,梁啟福,方永軍,陽江華,唐朝榮.  南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
[3]植物中活性氧的研究進展[J]. 黃亞成,秦云霞.  中國農(nóng)學(xué)通報. 2012(36)

博士論文
[1]玉米肌醇半乳糖苷合成酶2基因（ZmGOLS2）的功能和表達調(diào)控研究[D]. 谷雷.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[2]棉子糖系列寡糖（RFOs）在玉米與擬南芥植株抗旱及種子活力中的功能研究[D]. 李濤.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017

碩士論文
[1]梅花肌醇半乳糖苷和棉子糖合成酶基因的克隆與功能初探[D]. 左靜.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3325981