【摘 要】
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马铃薯（Solanum tuberosum L.）作为全球四大粮食作物之一,在许多发展中国家占粮食的很大比例。马铃薯不耐干旱,干旱胁迫会大幅影响马铃薯种植面积和产量。前期研究结果表明,干旱能诱导淀粉降解相关基因的快速上调表达,进而促进淀粉降解和糖的累积。然而,在马铃薯中干旱如何诱导淀粉降解的机制尚不明确。因此本课题主要对其进行了研究,其中马铃薯淀粉降解途径中编码麦芽糖转运蛋白的基因StMEX1还未
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31671749）；
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马铃薯（Solanum tuberosum L.）作为全球四大粮食作物之一,在许多发展中国家占粮食的很大比例。马铃薯不耐干旱,干旱胁迫会大幅影响马铃薯种植面积和产量。前期研究结果表明,干旱能诱导淀粉降解相关基因的快速上调表达,进而促进淀粉降解和糖的累积。然而,在马铃薯中干旱如何诱导淀粉降解的机制尚不明确。因此本课题主要对其进行了研究,其中马铃薯淀粉降解途径中编码麦芽糖转运蛋白的基因StMEX1还未得到鉴定和功能研究,基于此,我们通过基于RNAi的遗传转化功能鉴定等手段揭示了StMEX1在马铃薯中的功能。主要研究结果如下:1.干旱胁迫能够激活ABA途径转录因子StAREB2,StAREB2通过结合淀粉代谢途径相关基因启动子激活其转录通过对马铃薯淀粉代谢途径基因进行重新注释,并借助转录组分析,qRT-PCR分析,启动子克隆及分析,双荧光素酶转录激活等试验研究了淀粉降解相关基因在马铃薯干旱胁迫中的诱导表达机制,结果表明干旱通过诱导马铃薯内源ABA水平升高,来激活ABA关键转录因子StAREB2,StAREB2能识别并结合淀粉代谢途径中相关基因的启动子并激活其转录,最后加速淀粉降解而促进糖的累积,从而应对干旱胁迫。2.马铃薯StMEX1基因的调节机制解析马铃薯原生质体亚细胞定位显示MEX1为质体膜定位蛋白。为了研究StMEX1基因在马铃薯中的作用,构建了StMEX1的干涉表达载体,并将其遗传转化低温敏感型材料E3中,结果表明在光照开始时,干涉表达株系叶片被KI染成蓝色,而对照E3的叶片没有被染成蓝色;叶片淀粉含量测定结果与淀粉碘染结果一致,干涉株系中叶片淀粉含量显著高于对照。结果表明干涉StMEX1后主要影响黑暗期间叶片瞬时淀粉的累积。
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