SbTRXh1和Sb14-3-3对马铃薯块茎低温糖化的调控机制

摘要

在马铃薯油炸加工产业中，通常需要将收获后的马铃薯块茎进行低温贮藏，以减少块茎因失水皱缩、病虫害感染、腐烂及萌发等造成的损失，并保证周年供应。但马铃薯块茎在低温贮藏过程中会出现还原糖含量积累的低温糖化现象，而低温糖化后块茎中过高的还原糖使得马铃薯经过高温油炸之后色泽加深、口味变差及产生丙烯酰胺等有害物质，这些都对马铃薯的加工品质十分不利。本实验室前期实验表明，干涉SbTRXh1或者Sb14-3-3基因之后，4℃处理30d后转基因株系马铃薯块茎中还原糖含量与非转基因对照品种鄂马铃薯3号(E3)相比显著降低，但SbTRXh1或者Sb14-3-3基因的对马铃薯块茎低温糖化的具体作用机制还不十分清楚。
　　本研究中，通过对转SbTRXh1或者Sb14-3-3基因干涉株系及非转基因对照的初级代谢产物和淀粉-糖代谢过程中相关酶活进行了分析，得出主要结果如下:
　　1.通过GC-MS/MS方法对4℃30d处理块茎初级代谢产物分析，发现SbTRXh1基因干涉株系块茎的大部分初级代谢产物含量比非转基因E3块茎要低，糖异生作用途径中大部分代谢产物含量显著降低。同时，测定4℃30d处理块茎的酶活性发现，SbTRXh1干涉株系的果糖-1，6-二磷酸酶比E3显著降低。上述结果说明，SbTRXh1基因表达量的变化，使得三羧酸循环途径和糖异生作用途径发生改变。4℃30d块茎呼吸速率分析证明，SbTRXh1干涉株系块茎的呼吸作用受到抑制。此外，转化酶活性在4℃30d处理干涉株系块茎中受到抑制。
　　2.分析Sb14-3-3基因干涉株系与非转基因块茎体内的酶活性发现，经过4℃30d低温贮藏处理后，与非转基因对照E3相比，Sb14-3-3干涉株系块茎中的转化酶活性显著性降低，而腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性和蔗糖磷酸合成酶活则显著性升高。由此推测，干涉Sb14-3-3基因后，影响了块茎体内蔗糖的降解，促进了还原糖向蔗糖与淀粉合成方向转化，从而影响了低温贮藏期间块茎体内的还原糖含量。此外，转Sb14-3-3基因干涉株系块茎中初级代谢产物分析发现，氨基酸含量普遍升高，说明Sb14-3-3基因参与了氨基酸代谢。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 前言

1．1 课题的提出

1．2 马铃薯块茎低温糖化现象

1．2．1 淀粉的合成与降解

1．2．2 蔗糖的合成与分解

1．2．3 呼吸作用

1．2．4 糖酵解作用／糖异生作用

1．3 植物硫氧还蛋白研究进展

1．4 植物14-3-3蛋白研究进展

1．5 研究内容与目的

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 载体、菌株

2．2 实验方法

2．2．1 贮藏处理及样品准备

2．2．2 生理生化指标测定

2．2．3 蛋白质原核表达与纯化

3 结果与分析

3．1 SbTRXh1基因结果与分析

3．1．1 SbTRXh1转基因株系田间生长表型

3．1．2 SbTRXh1转基因干涉株系块茎低温贮藏期间初级代谢产物分析

3．1．3 SbTRXh1转基因株系块茎贮藏实验结果

3．1．4 SbTRXh1蛋白体外对相关酶活性的影响

3．2 Sb14-3-3基因结果与分析

3．2．1 Sb14-3-3转基因株系田间生长表型

3．2．2 Sb14-3-3转基因干涉株系块茎低温贮藏期间初级代谢产物分析

3．2．3 Sb14-3-3转基因株系块茎贮藏实验结果与分析

3．2．4 Sb14-3-3蛋白体外对相关酶活性的影响

4 讨论

4．1 SbTRXh1和Sb14-3-3基因对马铃薯块茎低温贮藏期间淀粉-糖代谢途径的调节

4．2 SbTRXh1和Sb14-3-3基因对马铃薯块茎低温贮藏期间其他途径的调节

4．3 研究展望

参考文献

致谢