莲藕SSS基因的克隆与表达特性分析

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莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn)是睡莲科莲属多年生水生草本植物,在中国有着悠久的栽培历史,是我国特色水生蔬菜之一。淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成,是莲藕的主要贮藏物质,直链淀粉和支链淀粉的含量与比例影响着的莲藕的品质。植物淀粉合成过程受ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophospho-rylase polypeptide,AGPase)、颗粒结合淀粉合成酶(Granule-bound starch synthase,GBSS)、可溶性淀粉合成酶(Soluble starch synthase,SSS)、淀粉分支酶(Starch branching enzyme,SBE)等调控,其中SSS在支链淀粉合成过程中起着关键作用。论文克隆得到莲藕SSS基因的全长cDNA序列、基因组DNA序列,并对SSS基因的表达特性进行了分析。1、以莲藕幼嫩叶片总RNA为模板,采用RACE-PCR技术克隆到1’个全长为4080 bp的SSS基因的cDNA序列,其中,开放阅读框为3696 bp,编码1231个氨基酸。莲藕品种‘鄂莲五号’、 ‘美人红’SSS基因cDNA序列(KP201636)与莲藕’Sacred lotus’ (XP010278676.1)SSS基因cDNA之间同源性均达99%;‘美人红’、‘鄂莲五号’SSS基因cDNA序列编码的氨基酸序列分别存在13处差异。2、以莲藕幼嫩叶片为材料,提取莲藕总DNA,扩增得到莲藕SSS基因组DNA序列全长为10924 bp,共包括16个外显子和15个内含子,其中第3个内含子和第3个外显子最大,分别为2006 bp和1530 bp,而第13内含子和第2外显子最小,大小分别为99 bp和64 bp。3、采用RT-PCR技术分析了莲藕SSS基因的表达特性。发现:莲藕‘美人红’SSS基因在莲藕的不同组织中的表达量为:终止叶叶片>后把叶叶片>后把叶叶柄>地下茎>终止叶叶柄; ‘鄂莲五号’SSS基因在不同组织中的表达量为:终止叶叶柄>终止叶叶片>后把叶叶片>地下茎>后把叶叶柄。品种间,‘鄂莲五号’SSS基因的表达量均高于‘美人红’。在根状茎膨大至具4节段时,莲藕SSS基因在根状茎中按发育的先后表达量呈逐步递减的趋势,在较早发育的第1、2节段根状茎中维持较高的表达量,且均达第3、4节段根状茎表达量的2倍以上;品种间, ‘鄂莲五号’SSS基因的表达量均高于‘美人红’的2倍以上。
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