腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase)是作物淀粉合成的關(guān)鍵酶,由兩個小亞基(small subunit, AGPS)和兩個大亞基(large subunit, AGPL)組成,具有細胞質(zhì)(cytosol)和質(zhì)體(plastid)兩種亞型。AGPL1是胞質(zhì)型大亞基,對該酶活性的發(fā)揮具有重要功能。已有研究表明,過表達小麥胞質(zhì)AGPase大亞基TaAGPL1-1D基因顯著提高了小麥AGPase活性和淀粉積累速率,說明TaAGPL1-1D在淀粉生物合成中起著重要作用。將TaAGPL1-1D啟動子與小麥籽粒cDNA文庫進行酵母單雜交,篩選出一個轉(zhuǎn)錄因子TabHLH39,隨后對TabHLH39與TaAGPL1-1D啟動子之間的互作進行了驗證;采用大麥條紋花葉病毒誘導的基因沉默技術(shù),在田間小麥植株基因組內(nèi)沉默了該轉(zhuǎn)錄因子,發(fā)現(xiàn)BSMV-VIGS-TabHLH39病毒沉默小麥植株籽粒的粒長、粒寬、粒重和淀粉含量均顯著下降,且TaAGPL1-1D的表達水平也顯著降低,表明TabHLH39可能通過正向調(diào)控TaAGPL1-1D基因的表達,參與...

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圖1 TabHLH39轉(zhuǎn)錄因子和TaAGPL1-1D 啟動子之間的酵母單雜交

分析發(fā)現(xiàn),分離出的TabHLH39基因定位于5D染色體,其CDS含有1461bp,編碼486個氨基酸。從圖2可以看出,TabHLH39轉(zhuǎn)錄因子含有四個典型的結(jié)構(gòu)域,即一個堿性區(qū)域,一個環(huán)區(qū)域和兩個螺旋區(qū)域,且每個區(qū)域均包含不定數(shù)量的保守殘基;TabHL....

圖2 TabHLH39 結(jié)構(gòu)域與系統(tǒng)進化樹分析

圖1TabHLH39轉(zhuǎn)錄因子和TaAGPL1-1D啟動子之間的酵母單雜交2.3BSMV-VIGS-TabHLH39沉默植株分析

圖4 BSMV-VIGS-TabHLH39 接種小麥植株籽粒表型、相關(guān)參數(shù)及 TaAGPL1-1D基因的轉(zhuǎn)錄水平

近年來,作物分子生物學的研究領(lǐng)域已從直接控制性狀的功能基因逐漸轉(zhuǎn)到控制這些功能基因表達的上游調(diào)控因子(如轉(zhuǎn)錄因子等)方面,這是由于調(diào)控因子能控制下游一系列功能基因的表達,比單一功能基因改變作物性狀的效果更佳[2]。在作物淀粉合成的調(diào)控機制方面,一些淀粉合成重要基因上游的轉(zhuǎn)錄因子相....

圖3 BSMV-VIGS-TabHLH39沉默植株表型和基因轉(zhuǎn)錄水平

選取TabHLH39三拷貝同源性高達99.5%的片段構(gòu)建沉默載體,田間接種19d后,沉默小麥植株穗部表現(xiàn)出明顯的光漂白及黃褐色斑點癥狀,如圖3所示。以接種后14、19、24、29和34d的小麥籽粒RNA為模板進行qPCR,結(jié)果(圖3)顯示,BSMV-VIGS-Tab....

本文編號：4015923