小麦AGPase质体型小亚基转移肽大片段的缺失与籽粒淀粉合成速率的关系

AGPase是作物淀粉合成关键酶，申请人前期克隆了一个新的小麦AGPase质体型小亚基（SSU II）基因（EU586278），发现其5′ 端缺失114 bp一段序列，导致其蛋白质序列的N端转移肽中间部位缺失了38 个氨基酸；并发现此片段缺失的小麦品种籽粒内，质体型AGPase活性与淀粉速率均显著高于未缺失品种，因此，申请人推测EU586278转移肽大片段缺失可能提高其转运能力，能引导更多的SSU II前体蛋白进入质体，增加了质体中SSU II数量和AGPase活性，从而提高了籽粒淀粉合成速率。在此基础上，本项目拟将转移肽大片段缺失（EU586278）和未缺失(FJ643609)的SSU II基因，分别与含有绿色荧光（GFP）的载体相连，并将其导入小麦体内，通过比较两类转基因小麦籽粒SSU II的定位、质体型SSU II数量、质型体AGPase酶活性和淀粉合成速率的差异验证这一推测。

AGPase是作物淀粉合成关键酶，项目负责人前期克隆了一个新的小麦AGPase质体型小亚基（SSU II）基因（EU586278），发现其5´ 端缺失114 bp一段序列，导致其蛋白质序列的N端转移肽中间部位缺失了38 个氨基酸，且转移肽大片段缺失的小麦品种籽粒内AGPase活性与淀粉含量均高于未缺失品种。因此推测这一缺失可能引导更多的SSU II前体蛋白进入质体，增加了质体中SSU II数量和AGPase活性，从而提高了籽粒淀粉合成速率。为证明这一推测，本项目将转移肽大片段缺失（EU586278）的TaSSU II基因，构建了此基因的绿色荧光（GFP）标记载体，导入到烟草细胞中，发现它能正常进入到质体中，表明转移肽大片段缺失没有影响其转运功能；构建了TaSSU II过表达转基因载体，并将其导入小麦体内，通过基因枪法，将其导入到小麦中，经过一系列筛选，获得了TaSSU II过表达的转基因小麦植株。转基因植株测定结果发现转基因植株籽粒和叶片AGPase酶活性、籽粒淀粉合成速率和千粒重均显著提高，从而表明TaSSU II转移肽的大片段缺失提高了淀粉合成速率、并在淀粉合成中发挥了重要功能的上述推测。