马铃薯块茎淀粉颗粒大小形成的分子机理及调控

马铃薯淀粉颗粒大小是决定淀粉加工和应用的一项重要指标。淀粉粒在造粉体中形成，与叶绿体共同来源于前质体，其分裂过程与机理可能在所有的质体中都相同。本研究拟通过克隆与质体分裂有重要关联的FtsZ1蛋白基因，分别构建CaMV35S和Patatin基因启动子驱动的FtsZ1正反义基因植物表达载体，通过农杆菌介导转化马铃薯优良加工品种，研究FtsZ1基因的表达对淀粉颗粒大小形成的调控及对淀粉特性、淀粉磷含量和其它淀粉酶活性的影响。本研究对揭示马铃薯淀粉颗粒大小的分子遗传机理和调控途径以及马铃薯淀粉品质改良有重要的科学意义和实际应用价值。

本研究项目基本上按照课题计划书有序进行，通过分离马铃薯FtsZ1 cDNA，分别构建组成型启动子CaMV35S和马铃薯块茎专一性启动子Patatin驱动下的马铃薯FtsZ1正反义植物基因表达载体，对优良马铃薯加工型品种进行遗传转化。通过FtsZ1在马铃薯薯块茎中的正义和反义表达，深入研究了影响FtsZ1表达的因素。根据检测转基因阳性植株块茎中淀粉颗粒大小的变化与和淀粉特性（直链淀粉/支链淀粉含量、峰值黏度、糊化温度、淀粉磷含量）的变化，我们将该项目研究侧重点作了适当调整，削减了关于在转基因植株中测定其它淀粉酶活性的研究，着重加强了关于FtsZ1的调控因子能研究部分。分析确认植株的磷含量能够调控FtsZ1基因和蛋白的表达，并通过调控FtsZ1蛋白影响块茎淀粉颗粒大小。这些结果对于揭示马铃薯淀粉颗粒大小的调控机理和途径以及马铃薯淀粉品质改良有重要的科学意义和实际应用价值。