过表达AGPase编码基因对甘蓝型油菜种子淀粉含量及油脂合成的影响

赵凯琴; 杨清辉; 张云云; 罗延青; 王敬乔; 李劲峰; 陈苇; 田正书; 《中国油料作物学报 》 2021 北大核心 CSCD

摘要：为了解腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)基因的功能及其与油菜种子油脂含量变化之间的关系,通过构建2类特异启动子-基因的表达载体:pMB-DOF-Glgc(含拟南芥球形胚阶段启动子DOF及大肠杆菌AGPase突变基因Glgc 16)和pMB-Cruc-Glgc(含油菜种子特异蛋白启动子Cruc和Glgc 16),获得转基因甘蓝型油菜株系,分别在胚胎早、晚期特异过表达外源AGPase基因Glgc,拟增加油菜胚淀粉的合成,促进脂肪酸的合成,达到增加油菜种子含油量的目的.利用qPCR方法,从两组转化植株中筛选出10个单拷贝阳性株,分析不同发育时期种子淀粉和含油量.结果表明,DOF:Glgc和CruC:Glgc转化体种子淀粉含量显著增加,且增加的峰值与启动子时空特异性一致.具体表现为:从淀粉含量变化看,DOF:Glgc组和CruC:Glgc组种子平均相对淀粉含量分别从发育前期(22 DAF,开花后22 d)和发育中期(35 DAF)开始较对照增加;而对照淀粉积累峰值均出现在31 DAF,分别是9.43%和9.76%;DOF:Glgc组的峰值也出现在31 DAF,达12.33%;CruC:Glgc组出现在35 DAF,达12.92%,相反地,两组对照成熟种子平均含油量分别为40.12%和40.00%,两组转基因组则为40.35%和40.26%.测定已获得的150株转基因阳性植株的种子含油量,结果显示:DOF:Glgc组和CruC:Glgc组平均含油量分别为40.58%和40.60%,空载体转基因对照的受体材料平均含油量分别为40.30%和40.33%,种子含油量增加并不显著.综上结果提示,增加油菜胚中的淀粉含量可能无法改变最终碳流的分配从而影响种子含油量.

关键词： 甘蓝型油菜;腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶;转基因;淀粉;含油量

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