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在桂糖28号和园林3号生长后期,用浓度为600mg/L乙烯利叶面喷施,3d、9d、19d、29d、45d测定乙烯释放量、蔗糖代谢相关酶活性及蔗糖分含量。结果表明:蔗糖代谢三个关键酶活性变化与其相应叶片乙烯释放量呈负相关,与对应中茎段蔗糖分呈正相关;乙烯利诱导两品种叶片乙烯释放量增幅与其相应叶位SPS、AI酶活性增幅和对应茎段蔗糖分积累一致,与其相应叶位SS和NI酶活性增幅刚好相反。
根据水稻和玉米等植物乙烯受体基因保守区设计引物,从甘蔗cDNA文库中克隆到1222bp ERS基因片段。根据该片段设计两对末端扩增特异引物,利用RACE-PCR技术获得该片段5’端和3’端序列。经拼接得到甘蔗ERS基因全长cDNA。该基因长2243bp,具有一个1902bp的完整读码框,启动子ATG位于19bp,终止子TAA位于1920bp,推导编码633个氨基酸。系统进化分析表明,该基因推导的氨基酸与其它植物乙烯受体基因推导的氨基酸有71%-97%的同源性;并与禾本科植物首先聚类,其次与芭蕉科和兰科植物聚类,最后与双子叶植物聚类,与植物形态的系统进化结果一致。功能预测表明,甘蔗ERS基因编码的蛋白属于不稳定的疏水蛋白和非分泌蛋白,可能定位于叶绿体和线粒体中,作为膜锚定信号发挥信号肽作用。
甘蔗基因组DNA经SaocⅠ、 KpnⅠ、NcoⅠ内切酶消化后,以甘蔗ERS基因片段为探针进行Southern杂交,检测出甘蔗ERS基因在基因组中是单拷贝的。
根据甘蔗ERS序列设计特异引物,通过RT-PCR克隆到甘蔗ERS编码区1914bp的cDNA片段,然后正向插入植物表达载体pBI121的BamHI+ Xbal位点,初步构建了甘蔗ERS基因的正义植物表达载体pBI-ERS。