蔗糖转运蛋白SUT1基因在甜高粱源库互作关系中的功能研究

植物产量的高低不仅取决于光合生产能力，还取决于光合产物在源库间的运输及在库组织中的分配。蔗糖是光合产物的主要形式，其运输和分配与膜上蔗糖转运蛋白（SUT）有关，而蔗糖转运蛋白SUT1与源组织、库组织及源库间同化物运输的输导组织三者均密切相关。本研究拟采用同源克隆方法结合RACE技术克隆甜高粱SUT1基因；利用绿色荧光蛋白(GFP)报告基因进行SUT1基因表达定位；构建SUT1基因的抑制表达和过量表达载体，通过农杆菌介导获得转基因植株，观察其生长发育和形态变化，测定叶片、茎杆和籽粒中SUT1基因的表达情况以及可溶性糖的变化。以期从各组织的含糖量、基因表达的细胞定位和表达量等方面较全面的探讨SUT1基因在甜高粱源库互作关系中的功能机制，这将为阐明甜高粱蔗糖运输和分配的调节机制提供理论依据，也为利用转基因技术调节蔗糖的运输和分配从而提高甜高粱茎杆含糖量提供参考。

蔗糖转运蛋白1在蔗糖转运和吸收过程中都发挥重要的作用，但目前国内外尚无甜高粱SUT1基因克隆及功能分析的研究报道。本研究以甜高粱品种M-81E为材料，以芽基部为外值体成功构建了遗传转化体系，甜高粱再生体系的建立可为建立甜高粱遗传转化系统提供平台和参考。本研究采用同源克隆方法结合RACE技术成功克隆了甜高粱SUT1基因，并对基因进行生物信息学分析；同时测定了该基因在甜高粱各组织中的表达情况。将该基因与单子叶高效表达组成型启动子--玉米泛素启动子ubi-1结合，成功构建过量表达融合载体；设计干扰序列引物，通过PCR与酶切的方法将干扰序列正向、反向插入到真核表达载体pBI121中，成功构建抑制表达载体；构建出的SUT1基因的过表达和抑制表达载体，可作为运载工具为下一步农杆菌介导的转化提供媒介。在带有过表达载体农杆菌介导的愈伤组织转化过程中，可能由于农杆菌的侵染，愈伤组织的再生能力很差，最终仅得到一株再生植株，经PCR检测，未能成功将目的基因导入到甜高粱中，没有获得转基因植株；同时尝试用花粉管导入法将目的基因导入植株，将获得种子种植后，经过PCR检测，初步证实已经获得几株转基因植株。基因序列生物信息学分析，表达分析和转基因植株的获得为后面甜高粱SUT1基因功能分析奠定理论及物质基础。