【摘 要】
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单半乳糖甘油二脂(MGDG)是叶绿体光合作用的重要组成部分,然而关于TaMGD在小麦籽粒中的作用,目前所知甚少。为了探究TaMGD基因在小麦籽粒淀粉合成中的作用,本研究中,我们在小麦中克隆了TaMGD三个同源基因(TaMGD-6A、-6B和-6D),分别位于6A、6B和6D染色体,系统发育分析结果表明其属于Type B型MGD,为TaMGD3。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法检测到TaM
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单半乳糖甘油二脂(MGDG)是叶绿体光合作用的重要组成部分,然而关于TaMGD在小麦籽粒中的作用,目前所知甚少。为了探究TaMGD基因在小麦籽粒淀粉合成中的作用,本研究中,我们在小麦中克隆了TaMGD三个同源基因(TaMGD-6A、-6B和-6D),分别位于6A、6B和6D染色体,系统发育分析结果表明其属于Type B型MGD,为TaMGD3。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法检测到TaMGD在根、茎、叶和籽粒中均有表达,但在茎、叶中表达量较高。不同基因亚组TaMGD在籽粒中表达水平有较大差异,其中TaMGD-6A的表达量远高于TaMGD-6B和TaMGD-6D。利用BSMV-VIGS技术在普通小麦穗部沉默TaMGD,沉默后的籽粒在粒重和淀粉含量上显著下降,分别为7.43%和3.06%,沉默籽粒的蛋白质组学分析表明,差异表达的蛋白主要包括碳水化合物代谢相关蛋白和核酸相关蛋白。在转基因水稻中,TaMGD-6A,-6B和-6D基因过表达对水稻产生了不同的影响,TaMGD-6A和-6D过表达的水稻植株千粒重增加,淀粉生物合成关键酶基因表达水平增加,而TaMGD-6B过表达的水稻植株整株产量和穗粒数增加。这些结果表明在小麦籽粒中,TaMGD主要通过调节碳水化合物代谢来影响粒重,本研究为TaMGD在小麦籽粒特性中的作用提供了新的见解。
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