本文關(guān)鍵詞：GhAGPS1和GhAGPL1對(duì)唐菖蒲種球重量和籽球數(shù)目的影響　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：唐菖蒲(Gladiolus hybridus)是世界著名的鮮切花之一,主要通過球莖進(jìn)行營養(yǎng)繁殖。唐菖蒲當(dāng)年生的球莖由新球和籽球組成,新球是切花生產(chǎn)的種球,籽球是生產(chǎn)切花種球的繁殖材料,因此,其切花生產(chǎn)取決于新球的品質(zhì),而切花種球的生產(chǎn)則取決于籽球的品質(zhì)和數(shù)量。目前,國內(nèi)唐菖蒲生產(chǎn)由于病蟲害、長期無性繁殖和氣候條件等多種原因?qū)е路N球退化嚴(yán)重,致使優(yōu)質(zhì)鮮切花種球完全依賴進(jìn)口。淀粉是唐菖蒲新球和籽球中重要的貯藏物質(zhì),其合成和積累對(duì)球莖的膨大發(fā)育至關(guān)重要。ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase)是淀粉合成途徑中的限速酶,是決定球莖中淀粉含量的主要因子之一。因此,研究AGPase基因在唐菖蒲新球生長發(fā)育過程中的作用,對(duì)提高新球的重量、增加籽球的數(shù)量、提高唐菖蒲切花的品質(zhì)至關(guān)重要,以期為我國唐菖蒲的切花生產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)種球的國產(chǎn)化提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本研究以唐菖蒲品種‘超級(jí)玫瑰’('Rose Supreme')為試驗(yàn)材料,采用反轉(zhuǎn)錄PCR (Reverse Transcription-PCR, RT-PCR)及RACE(Rapid-amplification of cDNA ends)技術(shù),克隆唐菖蒲APGase的大、小亞基基因(GhAGPS1和GhAGPL1);采用酶切和重組質(zhì)粒的技術(shù),構(gòu)建GhAGPS1和GhAGPL1與綠色熒光蛋白(Green Fluorescent Protein, GFP)的融合載體,使用基因槍轟擊洋蔥表皮細(xì)胞觀察亞細(xì)胞定位；利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析GhAGPS1和GhAGPL1的時(shí)空表達(dá)；采用盧格氏碘液染色法、掃描電鏡和葸酮硫酸法檢測(cè)淀粉含量和數(shù)目的變化；異源轉(zhuǎn)化擬南芥突變體和瞬時(shí)基因沉默(VIGS)技術(shù)分析GhAGPS1和GhAGPL1的在擬南芥中及其在唐菖蒲球莖膨大發(fā)育過程中的功能。結(jié)果表明：(1)GhAGPS1基因全長為1801bp,CDS 1581bp,編碼526個(gè)氨基酸,推定的分子量為58.008 kD,等電位為7.87;GhAGPLl基因全長為1919bp,CDS 1554bp,編碼517個(gè)氨基酸,推定的分子量為56.522 kD,等電位為7.47。兩個(gè)蛋白均含有ATP-binding motif、catalytic motif、Glc-1-phosphate motif和activator site四個(gè)保守位點(diǎn)。(2)GhAGPS1和GhAGPL1蛋白分別定位于細(xì)胞的質(zhì)體和細(xì)胞質(zhì)中。(3)qRT-PCR結(jié)果表明,GhAGPS1和GhAGPL1在新球和籽球中均有較高的表達(dá),蔗糖和葡萄糖處理使兩個(gè)基因的表達(dá)量有所增加,ABA處理降低了它們的表達(dá)量。(4)GhAGPS1和GhAGPL1基因異源轉(zhuǎn)擬南芥突變體恢復(fù)了突變體的淀粉合成能力。(5)VIGS誘導(dǎo)的基因沉默的植株中GhAGPS1和GhAGPLl基因的表達(dá)水平顯著降低(3.47倍和1.14倍),與其對(duì)應(yīng)的是AGPase酶活比對(duì)照降低54%和25%、葉片和新球中的淀粉含量也顯著下降(69%和51.25%)、新球的鮮重和干重下降、籽球數(shù)目顯著減少,從4.08個(gè)(對(duì)照)降至0.42個(gè)(TRV-GhAGPS1)和0.58個(gè)(TRV-GhAGPL1),表明在唐菖蒲中沉默GhAGPS1和GhAGPL1基因,抑制其表達(dá),使淀粉的合成受阻,導(dǎo)致新球重量和籽球數(shù)目的顯著降低。綜上所述,淀粉合成限速酶基因AGPase在唐菖蒲球莖中表達(dá),影響球莖中的淀粉合成,球莖中降低其表達(dá)會(huì)使新球的重量減少,籽球的數(shù)量降低,推測(cè)AGPase基因在唐菖蒲球莖膨大發(fā)育過程中起著積極作用。本研究為提高唐菖蒲的良種繁育及商品化生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S682.19

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1 僧珊珊;GhAGPS1和GhAGPL1對(duì)唐菖蒲種球重量和籽球數(shù)目的影響[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1334874