山药异淀粉酶基因克隆及其在淀粉代谢中的作用

Cloning of Isoamylase Gene in Yam and Its Role in Starch Metabolism

二维码有效期 120s

摘要为了明确异淀粉酶基因(ISA3)在山药淀粉代谢中的作用,该研究以'毕克齐'和'大和长芋'山药为试验材料,测定了块茎中淀粉及组分含量和异淀粉酶活性等;采用RT-PCR技术克隆了ISA3,并进行生物学分析及山药块茎不同膨大期和不同组织间ISA3基因的表达等.结果表明:(1)山药'大和长芋'的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量均显著高于'毕克齐',且两品种的淀粉含量随生长发育的变化均呈先升高后降低的趋势,并均于种植后120 d时达到最高,但'毕克齐'的异淀粉酶(ISA)活性在整个膨大期均高于'大和长芋'.(2)成功克隆获得山药ISA3开放阅读框长1584 bp,编码527个氨基酸;ISA3为亲水性蛋白.(3)不同品种块茎在膨大时期的ISA3基因表达趋势不同,'毕克齐'中呈先显著上调随后下调,而在'大和长芋'中表达总体下调,且在山药的叶、茎和块茎中均有表达,存在明显的组织特异性.(4)ISA活性与山药淀粉及支链淀粉含量呈显著和极显著正相关关系,但ISA活性与ISA3的表达量呈负相关关系.研究表明,异淀粉酶参与了山药块茎中淀粉的合成,且主要对支链淀粉的合成起关键作用,ISA3基因的表达可能对异淀粉酶活性和淀粉的合成起负调控作用.