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蔗糖是高等植物中碳水化合物最主要的转运形式,对于植物的生长发育至关重要。而植物体内蔗糖的转运主要依赖蔗糖转运蛋白。因此对于蔗糖转运蛋白基因的研究具有重要意义。本研究通过PCR法鉴定出拟南芥蔗糖转运蛋白基因T-DNA插入纯合突变体atsuc3,即AtSUC3-/-,并对其生理特性进行初步研究,探索拟南芥蔗糖转运蛋白基因家族成员AtSUC3生理功能的提示信息,为该家族蛋白功能的研究提供参考。
首先,利用“双引物”PCR法鉴定出atsuc3突变体,并对鉴定试验所使用的PCR反应体系进行了优化;然后筛选最佳激素浓度配比的培养基和外植体进行野生型和atsuc3愈伤组织的诱导;并比较了野生型和atsuc3突变体在植株及愈伤组织水平上的形态学差异。此外,我们还利用高效液相色谱法(HPLC)检测了atsuc3植株及其愈伤组织对蔗糖的吸收情况;并以野生型植株及其愈伤组织作为对照,测定了干旱胁迫(40%PEG-6000处理)与低温(4℃恒温)处理下atsuc3植株及其愈伤组织部分生理特性的变化。试验结果及结论如下:
1.“双引物”PCR法鉴定效果优于“三引物”PCR法。优化后反应体系的主要参数为3.0mmol·L-1Mg2+,0.20mmol·L-1dNTPs,0.5μmol·L-1引物,退火温度为58℃,30个循环;
2.采用添加0.5mg·L-12,4-D,0.05mg·L-lKT的B5培养基,以具叶柄的健康叶片作为外植体诱导愈伤组织,可以在短时期内获得大量生长状况良好的atsuc3愈伤组织;
3.atsuc3植株及其愈伤组织均可以吸收蔗糖,但吸收量低于同等培养条件下的野生型植株及其愈伤组织。说明AtSUC3基因的编码产物AtSUC3可能参与蔗糖的吸收、转运或代谢过程;
4.在同等培养条件下,atsuc3植株及其愈伤组织的生长状况略好于野生型植株及其愈伤组织,但差异不明显。野生型愈伤组织与atsuc3愈伤组织之间的形态学差异较植株间的形态学差异更为明显。
5.干旱胁迫条件下,未发现atsuc3植株及其愈伤组织与野生型对照之间存在显著的生理差异;
6.低温处理条件下,未发现atsuc3植株及其愈伤组织与野生型对照之间存在显著的生理差异。