甘蔗各家族蔗糖磷酸合成酶基因功能分析

甘蔗是我国主要的糖料作物，也是广西的支柱经济作物，广西的甘蔗糖产量约占全国总产量的70%。蔗糖磷酸合成酶（简称SPS）是高等植物体内控制蔗糖合成的关键酶。植物体内蔗糖的积累与SPS活性正相关，此外，SPS还参与植物的生长和产量形成，并在植物抗逆性方面起重要作用。利用转基因技术，将SPS 基因导入作物体内，是提高作物产量和品质、增强作物抗逆性的有效途径。甘蔗是蔗糖分含量最高的作物，甘蔗中有五个家族的SPS基因，研究甘蔗各家族SPS基因的功能，有重大的应用价值。.本研究在前期已克隆出甘蔗五个家族SPS基因的基础上，构建各SPS基因的正、反义基因植物表达载体，正义导入拟南芥中，正、反义导回甘蔗中；通过转基因植物性状表现，结合各SPS基因表达特性验证甘蔗各家族SPS基因的功能，为进一步利用甘蔗SPS基因改良其他作物品种及通过调控甘蔗SPS基因改良甘蔗品种打下坚实基础。

甘蔗是我国主要的糖料作物，也是广西的支柱经济作物，广西的甘蔗糖产量约占全国总产量的65%。蔗糖磷酸合成酶（Sucrose Phosphate Synthase, SPS）是控制植物体内蔗糖合成的关键酶。植物体内蔗糖的积累与SPS活性正相关，此外，SPS还参与植物的生长和产量形成，并在植物抗逆性方面起重要作用。甘蔗中有5个家族的SPS基因，阐明甘蔗各家族SPS基因的生物学功能对从分子水平上调控甘蔗SPS的表达从而改良甘蔗品种具有重要意义。本研究在前期已克隆获得甘蔗各家族SPS基因的基础上，构建了各SPS基因的过量表达载体和RNAi载体，并优化了农杆菌介导的甘蔗愈伤组织遗传转化体系和拟南芥花序浸染法，分别将各SPS基因导入甘蔗和拟南芥中过量表达，还通过RNAi技术沉默甘蔗中各SPS基因，通过转基因植物综合性分析，结合SPS基因表达特性解析甘蔗各SPS基因生物学功能。研究表明甘蔗D家族SPS基因维持甘蔗蔗糖合成的基本功能，而通过调控C家族和A家族SPS基因的表达来调控蔗糖合成的强度，B家族SPS基因不参与甘蔗蔗糖的积累。本研究为进一步通过调控SPS基因的表达改良甘蔗品种提供理论和技术支撑。