离体百合鳞茎发育及淀粉合成酶基因LohGBSSI的克隆与表达

摘要

cqvip:【目的】淀粉是百合Lilium spp.鳞茎的主要组成成分,淀粉代谢对于百合鳞茎发育至关重要,对其开展深入研究有助于解决鳞茎繁育慢等产业化难题。【方法】以主栽品种东方百合‘索邦’Lilium‘Sorbonne’离体鳞茎为材料,在观测不同发育时期形态和淀粉积累的基础上,利用cDNA末端快速扩增技术(RACE),克隆淀粉合成代谢关键酶颗粒结合型淀粉合成酶基因LohGBSSI,并对其开展不同组织及发育期基因表达谱分析。【结果】①根据形态及源-库转换,离体百合鳞茎形成和发育过程可分为小鳞茎膨大初期(0~15 d),小鳞茎快速膨大期(15~55 d)及小鳞茎膨大后期(55~75 d)。②‘索邦’颗粒结合型淀粉合成酶基因LohGBSSI(GenBank登录号:MF101407.1)全长1913 bp,开放阅读框(ORF)长为1665 bp,编码554个氨基酸。氨基酸序列与兰州百合Lilium davidii var.unicolor GBSSI同源性较高(92%),推测该基因可能属于GBSSI基因家族。③LohGBSSI基因在鳞茎和叶中表达显著高于茎段和根,表明直链淀粉合成的最主要部位为源-库关键器官;不同发育时期鳞茎内LohGBSSI的表达在15 d时最高,暗示鳞茎形成初期需淀粉快速合成以便形态建成。【结论】为后续解析淀粉合成关键酶基因GBSS在鳞茎发育中的功能奠定了基础,也为百合进行淀粉相关基因修饰提供了依据。