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《海南大学》 2009年
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巴西橡胶树蔗糖转运蛋白基因的克隆和表达分析

黄德宝  
【摘要】: 在巴西橡胶树中,橡胶树的产胶功能是靠分布于树体的乳管系统实现的,胶乳是乳管细胞的细胞质。天然橡胶的生物合成是以蔗糖为原料,以乳管为加工场所进行的,乳管中的蔗糖供给能力与橡胶产量密切相关。因此,对橡胶树乳管中蔗糖供给问题的研究具有重要的意义。现已明确,在高等植物中,韧皮部介导的蔗糖运输是由一个中等规模的蔗糖转运蛋白(Sucrose transporter,SUT)基因家族参与完成的。研究蔗糖转运蛋白在橡胶树中的潜在生物学功能,具有极其重要的实践应用价值和理论意义。本研究首次对巴西橡胶树蔗糖转运蛋白基因进行了克隆,并对其表达特性进行了较为系统的分析,进一步探讨了这些基因可能的生物学功能。 根据不同植物蔗糖转运蛋白氨基酸的保守序列设计简并引物,利用RT-PCR和RACE技术,从橡胶树中克隆了六个蔗糖转运蛋白基因的全长cDNA,分别命名为:HbSUT1、HbSUT2A、HbSUT2B、HbSUT3、HbSUT4和HbSUT5,相应序列已在GenBank中登录(DQ985466、DQ985467、DQ985465、EF067334、EF067335和EF067333)。HbSUT1、HbSUT2A、HbSUT2B、HbSUT3、HbSUT4和HbSUT5的cDNA分别编码531、611、611、535、498和498个氨基酸;生物信息学分析表明,这6个基因的编码蛋白均为跨膜结合蛋白,含有植物SUT蛋白典型的十二个跨膜结构域;利用酵母突变体所作的功能互补实验表明:这六个基因在酵母中的表达产物具有介导蔗糖转运的生理功能,能够使突变体酵母在以蔗糖为唯一碳源的培养基上生长,显示这些基因均编码正常蔗糖转运功能的SUT蛋白。 利用半定量RT-PCR表达分析,研究了不同HbSUT基因的表达特性。在不同的橡胶树组织中,HbSUT基因表达模式具有明显的差异,呈现多样性。HbSUT1在枝皮和根中的表达量较高;HbSUT 2A除在枝皮,雌花,雄花中的表达量高外,还贯穿于叶片由叶芽,古铜期,淡绿期到稳定期的整个发育过程;HbSUT 2B在雄花中的表达量较高;HbSUT 3则在胶乳和雌花中的表达量最高;HbSUT 4在胶乳,枝皮中的表达量高于其它组织;HbSUT 5在枝皮和成熟的种子中表达量高。伤害和割胶均能诱导HbSUT3基因上调表达,而下调HbSUT5基因的表达,这表明在正常的丌割树中,HbSUT3可能在乳管蔗糖供给中起主要的生理作用;乙烯利刺激上调HbSUT2A、HbSUT2B和HbSUT3的表达,暗示这些基因与乙烯利刺激增强乳管代谢能力相关,可能共同参与乳管的蔗糖供给。此外,结合对不同产胶水平的橡胶树单株和不同橡胶树品系中不同HbSUT基因的表达分析,以及不同基因在死皮树和健康树中表达水平的比较,我们初步认为:HbSUT3基因可能在橡胶树的乳管蔗糖供给中起主要作用,而HbSUT5基因可能参与对蔗糖供给能力的调控。
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S794.1

【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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7 史敏晶;外源茉莉酸的移动与巴西橡胶树次生乳管分化的研究[D];华南热带农业大学;2004年
8 苏文潘;橡胶树遗传转化的研究[D];华南热带农业大学;2005年
9 邱海燕;巴西橡胶树REF、RT和SRPP基因物理定位的研究[D];海南大学;2010年
10 孟春晓;巴西橡胶树割胶后乳管伤口封闭机制的研究[D];华南热带农业大学;2002年
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