陈全家 , 贾春平 , 耿洪伟 , 朱亚夫 , 黄启秀 , 曲延英

新疆农业大学农学院, 农业技术重点实验室, 乌鲁木齐, 830052
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2022 年, 第 20卷, 第 7 篇   
收稿日期: 2015年10月23日    接受日期: 2015年10月23日    发表日期: 2022年04月24日

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蔗糖合成酶(Sucrose Synthase, EC 2.4.1.13, Sus)在植物不同组织及不同发育阶段起不同的作用，是参与植物糖类代谢调控的关键酶之一。本研究，我们利用目前已完全确定的亚洲棉(Gossypium arboretum L.) Sus基因7个成员(GaSus1-GaSus7, GeneBank登录号JQ995522-JQ995528)进行同源克隆并通过qRT-PCR方法对不同纤维发育时期Sus基因表达模式进行了检测。得到的两个组配海岛棉(Gossypium barbadense L.)重组自交系(Recombinant Inbred Line, RIL, F2:6)亲本材料5917 (高比强度品种,平均比强度48.2 cN tex-1)和Pima-7 (低比强度品种,平均比强度37.6 cN tex-1)的Sus基因gDNA序列。利用生物信息学方法对基因结构特征分析比较发现，5917、Pima-7与亚洲棉Sus基因编码区(CDS)中分别存在(Sus1与GaSus1: 9, 8; Sus2与GaSus2: 25, 8; Sus3与GaSus3: 8, 9; Sus4与GaSus4: 40, 41; Sus5与GaSus5: 27, 27; Sus6与GaSus6: 16, 16; Sus7与GaSus7: 7, 7)处单核苷酸多态性(SNP)位点。两个海岛棉品种间Sus1，Sus2，Sus3，Sus4基因CDS中存在(1, 21, 4 ,1)处差异SNP位点，Sus5，Sus6，Sus7基因CDS中无差异。海岛棉Sus基因编码区(CDS)核酸序列碱基置换虽改变了相应氨基酸组成，但氨基酸理化性质和蛋白质结构与功能均与亚洲棉相同未发生明显变化。海岛棉纤维发育过程中，Sus基因在纤维中的表达具有特异性。本研究在设立高、低比强度研究对象并比对8个纤维生育时期的基础上进一步发现Sus3基因在纤维次生壁加厚初期(20 DPA)开始大量表达到达峰值随后下降。高比强度海岛棉品种5917 Sus1基因除在纤维发育起始期(0 DPA-5 DPA)大量表达外，在纤维次生壁加厚后期和末期(30 DPA-35 DPA)表达量又重新升高，低比强度海岛棉品种Pima-7 Sus1基因无此回升现象且表达量远低于前者。研究表明，Sus3基因在纤维次生壁加厚初期起作用，Sus1基因作用于纤维次生壁加厚后期和末期，这两个Sus基因在纤维次生壁加厚期发挥重要的作用，可能与纤维比强度的形成和差异有关。

海岛棉；蔗糖合成酶； 同源克隆； 基因表达