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1、遗传HEREDITAS(Beijing)28(1):110~116,2006专论与综述植物淀粉合成的调控酶3康国章,王永华,郭天财,朱云集,官春云(河南农业大学国家小麦工程技术研究中心,郑州450002)摘要:植物淀粉的生物合成主要涉及了4种酶-ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶和淀粉去分支酶,它们在淀粉的生物合成中发挥着不同作用。近年来,随着基因工程技术的迅速发展及与这些酶有关的众多突变体的发现,使人们对这些酶的结构、特性、功能及表达调控等方面的研究取得了重要进展。并且,人们已开始利用基因
2、工程技术调控植物淀粉的数量与特性,取得了一定成效。在此,文章介绍了调控植物淀粉合成关键酶的生化特性、基因调控及利用基因工程改良植物淀粉等方面所取得进展。关键词:淀粉;突变体;生物合成;基因工程中图分类号:Q943.2文献标识码:A文章编号:0253-9772(2006)01-0110-07KeyEnzymesinStarchSynthesisinPlants3KANGGuo2Zhang,WANGYong2Hua,GUOTian2Cai,ZHUYun2Ji,GUANChun2Yun(NationalE
3、ngineeringResearchCentreforWheat,HenanAgriculturalUnerversity,Zhengzhou450002,China)Abstract:Itiscomposedoftwotypesofα21,42linkedglucanpolymer:essentiallyunbranchedamyloseandregu2larlybranchedamylopectin,andsynthesizedinphotosyntheticandnon2photosynthe
4、ticorgans.Starchissynthe2sizedviafourcommittedenzymesteps:ADP2Glcpyrophosphorylase,whichsynthesizessugarnucleotidepre2cursors;starchsynthase,whichextendstheα21,42linkedglucanchainsusingADP2Glc;starch2branchingen2zymes,whichintroduceα21,6branchpointstof
5、ormamylopectin;andstarchdebranchingenzymes,whichhy2drolyzeα21,6branchesinglucans.Inthispaper,recentadvancesinbiochemicalcharacterizationsandgeneengineeringconcerningtheseenzymeswerereviewed,andtheachievementsingeneengineeringinvolvedinmanipulationofsta
6、rchamountandqualitywerealsocited.Keywords:starch;mutants;biosynthesis;geneengineering56[1]淀粉是大多数植物(如稻麦、薯类等)种子与块分子量大约在10~10葡糖残基单位左右。茎的主要组成部分,在人类生活中起着举足轻重的在叶片等养料合成器官的叶绿体中,淀粉以临作用。植物淀粉主要是由两类葡糖聚体组成:直链时型(transientstarch)存在,白天合成,夜晚降解,为淀粉(amylose),由1000~5000个葡
7、糖残基以α21,非光合代谢提供碳水化合物;在种子的胚乳、块茎或4糖苷键呈线型连接的葡聚糖直链,很少或没有α2储藏块根等养料积累器官的造粉体中,淀粉作为碳1,6糖苷键分支;支链淀粉(amylopectin)是由线性水化合物的长期储藏型(storagestarch)而积累,在的α21,4葡聚糖苷链在α21,6糖苷键部位产生葡聚种子发芽时降解,为幼苗生长提供碳水化合物。在糖分支构成的一束葡糖聚体(polymerization,DP),叶绿体与造粉体中,支链淀粉与直链淀粉是由一系收稿日期:20041202;
8、修回日期:20050430基金项目:河南农业大学校长基金(编号:30200104)[SupportedbyPresident’sFoundationofHenanAgriculturalUniversity(No.30200104)]作者简介:康国章(1971—),男,博士,河南伊川人;研究方向:作物分子生理;河南农业大学作物栽培学与耕作学国家级重点学科成员。Tel:0371263558202;E2mail:kangguozhang@eyou.com3官春云(1938