甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam）作為以地下器官為產(chǎn)品的雙子葉作物,其產(chǎn)量和品質(zhì)的形成與光合產(chǎn)物的運(yùn)輸密切相關(guān)。蔗糖作為光合產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)闹饕问?其跨膜運(yùn)輸由糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo),而蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白作為蔗糖跨膜進(jìn)出韌皮部的主要蛋白,在蔗糖源庫間分配與運(yùn)輸中發(fā)揮重要作用。本研究針對(duì)迄今為止有關(guān)甘薯蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白調(diào)控源庫間蔗糖運(yùn)輸及分配的機(jī)制尚未報(bào)道的現(xiàn)狀,首先采用RACE技術(shù),從甘薯中克隆得到了甘薯蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因IbSUT3和IbSUT4,并對(duì)其進(jìn)行生物信息學(xué)分析;之后系統(tǒng)探究甘薯體內(nèi)四個(gè)蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因（IbSUT1、IbSUT2、IbSUT3和IbSUT4）所編碼蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)功能、亞細(xì)胞定位情況和基因在不同組織、不同逆境處理下的表達(dá)模式,以期初步探究基因的功能;最后,以過量表達(dá)IbSUT4的轉(zhuǎn)基因擬南芥和野生型擬南芥為材料,進(jìn)行表型觀察和非生物脅迫處理,進(jìn)一步深入探究甘薯IbSUT4基因的功能,為闡明甘薯蔗糖運(yùn)輸和分配的調(diào)節(jié)機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。主要取得以下結(jié)果:（1）從甘薯中克隆得到兩個(gè)甘薯蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因IbSUT3（MN233361）和IbSUT4（MN233360）。利用生物... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

蔗糖在植物體內(nèi)的運(yùn)輸途徑（Sauer,2007）

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文3裝載卸載、庫細(xì)胞的分化、發(fā)育有關(guān)；SUT2亞群AtSUC2不具有轉(zhuǎn)運(yùn)蔗糖的功能(Chandranetal.,2003)，研究發(fā)現(xiàn)它具有質(zhì)膜蔗糖信號(hào)感應(yīng)器的功能；多定位于液泡膜的SUT4亞族成員具有低親和、高轉(zhuǎn)運(yùn)能力，與維管組織中韌皮部裝載有關(guān)(吳轉(zhuǎn)娣,2009)。圖2植物體內(nèi)蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化樹（Christina,2010）Figure2Phylogenetictreeofplantsucrosetransporter（Christina,2010）1.1.3蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的功能1.1.3.1蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與生長發(fā)育過程除了作為主要的碳水化合物從源端轉(zhuǎn)運(yùn)到庫端之外，蔗糖還可能通過改變基因表達(dá)來充當(dāng)細(xì)胞代謝的非營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑(Ruanetal.,2010)。因此，蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在植物生長發(fā)育過程中起著至關(guān)重要的作用。1992年Riesmeier首先克隆了菠菜SUTcDNA，并在酵母中進(jìn)行了表達(dá)驗(yàn)證，證明該蛋白具有蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)活性(Riesmeieretal.,1992)。隨后，人們迅速開展了對(duì)各類蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究。擬南芥AtSUC2突變體植株中蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)嚴(yán)重受阻，源葉中積累大量淀粉，植株發(fā)育遲緩、株型矮小且不結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)種子可育性低(Jenniferetal.,2001)。馬鈴薯蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(StSUT1)在源器官葉中大量表達(dá)，反義抑制

甘薯蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的克隆及功能分析24圖3IbSUT3和IbSUT4基因擴(kuò)增結(jié)果A：IbSUT3基因EST、3和5RACE、全長擴(kuò)增結(jié)果。B：IbSUT4基因EST、3和5RACE、全長擴(kuò)增結(jié)果。Fig.3PCRamplifiedproductsofIbSUT3andIbSUT4.A:TheESTsequences,3-RACEand5-RACE,fulllengthamplificationofIbSUT3.B:TheESTsequences,3-RACEand5-RACE,fulllengthamplificationofIbSUT4.3.1.2IbSUT3和IbSUT4基因編碼蛋白的理化性質(zhì)分析NCBIORFfinders分析軟件分析得到IbSUT3的開放閱讀框(ORF)大小為1518bp，編碼的蛋白質(zhì)有505個(gè)氨基酸；IbSUT4的ORF大小為1512bp，編碼的蛋白質(zhì)有503個(gè)氨基酸。用Protparam對(duì)IbSUT3和IbSUT4蛋白的氨基酸組成和理化性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果顯示:IbSUT3蛋白的分子量為53.82kDa，等電點(diǎn)(PI)為9.19；正電荷殘基(Asp+Glu)有31個(gè)，負(fù)電荷殘基(Arg+Lys)有41個(gè)；總的親水性平均系數(shù)為0.572，預(yù)測IbSUT3基因編碼的蛋白質(zhì)為疏水性蛋白。IbSUT4蛋白的分子量為54.16kDa，等電點(diǎn)(PI)為8.42；正電荷殘基(Asp+Glu)有33個(gè)，負(fù)電荷殘基(Arg+Lys)有36個(gè)；總的親水性平均系數(shù)為0.521，預(yù)測IbSUT4基因編碼的蛋白質(zhì)為疏水性蛋白(表2)。TMHMM軟件預(yù)測蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域，結(jié)果顯示，IbSUT3和IbSUT4基因編碼的蛋白具有12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域(圖4)。表2蛋白的理化性質(zhì)Table2Physicochemicalpropertiesofprotein名稱ORF長度氨基酸數(shù)量蛋白質(zhì)分子量等電點(diǎn)正電荷殘基負(fù)電荷殘基平均親水系數(shù)IbSUT31518bp50553.82kDa9.1931410.572IbSUT41512bp50354.16kDa8.4233360.521BA

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]特異表達(dá)甘薯蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因IbSUT對(duì)煙草淀粉合成的影響[D]. 李倩.電子科技大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3276813