甘蔗蔗糖磷酸合成酶家族基因演化和功能研究

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1、挙校编号１０３９４围书分类号学号２０１２０９６９？密敬—＠巧走巧茫火爭全曰制学术学位研究生硕：ｔ学位论文甘藏藏糖鱗酸合成酶家族基因演化和功能研究ＧｅｎｅＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄＦｕｎｃ村ｏｎｏｆＳｕｃｒｏｓｅＰｈｏｓｈａｔｅＳｎｔｈａｓｅｉｎｓａｃｃ／ｍ／Ｔｉｉｉｉｐｙ陈兰平ｊＪ学科专业：生物化学与分子生物学＾研究方：卢向：植物某因组学与分子生物学指导教师：张积森副教授！Ｊ申请学位级别：理学硕±＾论％文提交曰期：２０巧年月日论文评阅人：论文答辩日期：２０１５年月日

2、答辩委员会主席：滞祖湖＞５学位授予单位：福建师范大学；学位授予日期２０巧年６月巧日：．丢碑窮年６月曲：备（■／＼＼：；Ｖ．批中文摘要中文摘要甘薦是重要的大型多年生糖料作物、，其抗逆性糖含量和生物量相关分子机制一研究直是甘薦基础研究中的热点。甘薦憐酸合成酶（ＳｕｃｒｏｓｅＰｈｏｓｐｈａｔｅＳｙｎｔｈａｓｅ苗ＰＳ；ＥＣ２．４丄１４）是高等植物中糖分代谢中的重要调控基因，控制植物体内庶糖的生成。但是由于甘，ＳＰＳ的活性高低直接反映植物体内合成庶糖的的富低庶基因组的高度复杂性，使其基因组测序依然无法在短期内开

3、始启动。近年，甘蘇近源物种高梁基因组测序的完成，且甘薦有丰富ＳＵＣＥＳＴ数据库，这使应用比较基因组手段鉴定甘藤庶糖磯酸合成酶家族基因成为可能。基于比较基因組学和二代测序，旨技术平台上，对甘薦主要种间糖分代谢基因进化关系的比较分析在揭示不同甘薦种中糖分代谢关键酶ＳＰＳ光暗稱酸化调控机制。主要研究内容如下：（１）本研究通过与拟南芥、高梁、水稻等植物的比较基因组研究分析，对含有来自说，Ｓ一家族基因的热带种及割手密种的１４个ＢＡＣ序列进行鉴定，并进步进行基因组结构和功能注释。结果发现在热带种和割手密种中均含有５个ＳＰＳ基因，根据甘荒近源物种分别命名为

4、说＆■４、说Ｓ度、５戶化：、Ｓ化Ｄ八ＳＰ泪）２．对进Ｓ的进化分析发现，ＳＰＳＤ家族基因为单子叶特异性基因，推测ＳＰ＆４为孤ＳＤ家族基因祖先。２ＲＮＡ－ｓｅ（）结合基于ｑ的ＥＳＴ测序和实验验证，通过同源克隆的方法，对甘藤庶，－糖磯酸合成酶进行片段化克隆，分析说Ｓ单倍型和ＳＮＰ。通过ＲＮＡｓｅｑ分析发现ＳＰＳＢ在庶糖合成中发挥重要的作用，而ＳＰＳＡ在蕉搪积累中有重要作用，在胁迫处理条件下一，ＳＰＳＤ２取代ＳＰＳＢ发挥簾糖合成功能，该结论需进步采用实时巧光定量ＰＣＲ进行实验验证。（３）队注释甘薦ＳＰＳ基因模型序列为模板，采用Ｇａｔｅｗａｙ克隆技术，对甘

5、庶化Ｓ家族基因全长ｃＤＮＡ进巧同源克隆，瞬时转染烟草，获得其亚细胞定位为细胞膜。（４）对拟南芥转基因进行不同光暗胁迫处理，对ＳＰＳ酶活和植物体内碳水化合物－进行测定，解析甘庶ＳＰＳ光暗磯酸化机制，Ｓｅｒ１５３是ＳＰＳＤ２家族光暗磯酸化位点。关键词：甘廉，廉糖磯酸合成酶，基因组结构，Ｇａｔｅｗａｙ克隆，光暗憐酸化ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＳｕｇ汾ｃａｎｅ咖ｃＡ幻ｒ画巧公．ｉｓ泣ｌ＾ｅｅｒｅｎｉａｌ，ｔｒｏｉｃａｌｏｒｓｕｂｔｒｏｉｃａｌｃｒｏｒｏｗｎ（）ｇ去ｐｐｐｇｗｏｒｌｄｗｉｄｎｅｉｓａｎｅｃｏｎｏｍｉ

6、ｌｌｉｍｏｒｔａｎｒｏｍｅｉｎｖｏｌｖｉｒｅｓｓｅ．Ｓｕｇａｒｃａｃａｙｐｔｃｏｐ．Ｓｇｅｎｅｓｅｄｎｓｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｕａｒｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｂｉｏｍａｓｓａｒｅｔｈｅｈｏｔｓｏｔｓｉｎｒｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｓｕｃｒｏｓｅ，ｇｐｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅ（ＳＰＳ；ＥＣ２．４．１．１４）ｉｓｏｎｅｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｅｎｚｙｍｅｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｔｈｅｓｕｃｒｏｓｅｐａｔｈｗａｙｗｈｉｃｈｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｕｃｒｏｓｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ

7、ｅｓｈａｖｅｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅＳＰＳｉｓｉｎｒｏｐｏｒｔｉｏｎｔｏｔｈｅｓｕｃｒｏｓｅｃｏｎｔｅｎｔＢｕｔｔｈｅｓｕａｒｃａｎｅｇｅｎｏｍｅｐｇｓｅｕｅｎｃｉｎｗｉｌｌｎｏｔｂｅａｂｌｅｔｏｓｔａｒｔｉｎｔｈｅｓｈｏｒｔｔｅｒｍｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｃｏｍｌｅｘｉｔｙｏｆｉｔｓｑｇｐｇｅｎｏｍｅｉｃｓ．Ｉｎｒｅｃｅｎｔｅａｒｓｔｈｅｓｏｒｈｕｍａｌｌｉｅｄｗｉｔｈｔｉｉｅｓｕａｒｃａｎｅ