【摘 要】
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α-淀粉酶有助于种子萌发过程中淀粉降解。在水稻等植物的种子萌发过程中,胚胎中的赤霉素（GA3）作为信号分子激活α-淀粉酶,随后α-淀粉酶从糊粉层扩散到胚乳中,促进内胚乳中淀粉的降解,而脱落酸（ABA）则抑制α-淀粉酶的合成并抑制淀粉的降解。作为日益被关注和重视的作物,藜麦的种子萌发机制以及GA3与ABA在其中的作用尚不清楚。本研究初步探索了藜麦种子萌发机制,并鉴定调控α-淀粉酶表达的主要基因。主要
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α-淀粉酶有助于种子萌发过程中淀粉降解。在水稻等植物的种子萌发过程中,胚胎中的赤霉素（GA3）作为信号分子激活α-淀粉酶,随后α-淀粉酶从糊粉层扩散到胚乳中,促进内胚乳中淀粉的降解,而脱落酸（ABA）则抑制α-淀粉酶的合成并抑制淀粉的降解。作为日益被关注和重视的作物,藜麦的种子萌发机制以及GA3与ABA在其中的作用尚不清楚。本研究初步探索了藜麦种子萌发机制,并鉴定调控α-淀粉酶表达的主要基因。主要试验结果如下:（1）基于藜麦数据库进行生物信息学分析α-淀粉酶基因组和编码区序列,得到14个候选基因,预测其蛋白结构和类型,有5个淀粉酶位于细胞质、3个在叶绿体中特异性表达,4个在胞外表达、1个参与细胞膜组成,以及一个未知。其中Cq AMY1.4蛋白序列含有信号肽、具有胞外分泌功能。（2）根据半定量RT-RCR试验结果,未萌发的藜麦种子中有Cq AMY1.3、Cq AMY2.2和Cq AMY3表达,对于α-淀粉酶的翻译有重要作用;藜麦种子萌发过程Cq AMY1.1、Cq AMY1.4、Cq AMY2.、1Cq AMY2.2和Cq AMY3的转录水平均上调,其中Cq AMY1.4显著上调;萌发的藜麦外胚乳中的有Cq AMY1.2和Cq AMY1.4的表达水平明显上调;萌发的藜麦种胚中Cq AMY1.1、Cq AMY2.1和Cq AMY2.2表达水平表达显著上调;干燥的藜麦种胚和外胚乳中,Cq AMY1.3、Cq AMY2.2和Cq AMY3都有表达。其中Cq AMY1.4与大麦和水稻种子主要的淀粉酶结构相似,具有信号肽、能进行胞间运输,藜麦萌发后在外胚乳中表达上调、是促进藜麦种子萌发过程中淀粉降解的关键基因。（3）藜麦种子萌发过程内源GA3含量显著升高。藜麦种子在黑暗、28℃条件下孵化3 h后,外源施加100μM GA3并不能影响藜麦种子的萌发率,而施加100μM PB和100μM ABA降低了藜麦种子的萌发率;外源施加GA3和ABA对α-淀粉酶的活性无影响。（4）经过外源GA3处理之后的藜麦种子中,萌发后14个Cq AMYs表达水平无明显上调,经过外源PB和ABA的处理的Cq AMY1.4表达水平显著下调、其他候选基因的表达水平无显著变化。Cq AMY1.4表达受到多效唑（PB,GA3合成抑制剂）和ABA的抑制,说明GA3是Cq AMY1.4表达的必须条件。综上所述,藜麦种子萌发后其中Cq AMY1.4表达水平上调最为显著,是促进藜麦种子萌发过程中淀粉降解的关键基因,Cq AMY1.3、Cq AMY2.2和Cq AMY3能在干燥种子中存在并对于α-淀粉酶的翻译有重要作用,藜麦种子内源GA3是Cq AMY1.4的表达的必要条件。
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