《玉米AGPase亞基組合模式和調控功能位點研究》是黃玉碧為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：玉米AGPase亞基組合模式和調控功能位點研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃玉碧
- 依託單位：四川農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
AGPase是玉米澱粉生物合成的限速酶，為澱粉合成提供糖基。目前對於玉米AGPase亞基組合模式和調控因子PGA和Pi的功能位點鮮有報導。本研究以高澱粉含量玉米骨幹自交系08-641為材料，在前期研究AGPase各基因時空表達規律的基礎上，通過免疫印跡和酵母雙雜交等方法，闡明AGPase各亞基的組織細胞定位及其在不同組織器官不同生長發育階段組合模式。在初步明確PGA和Pi對AGPase活性調控特性的基礎上，通過隨機突變確定調控因子PGA和Pi在AGPase酶各亞基上的功能位點，並篩選優異突變類型。通過本項目研究，不但可以明確玉米AGPase在不同組織不同發育階段的亞基組合模式和PGA和Pi對其活性的初步調節機制，而且為進一步利用AGPase各基因通過分子調控手段進行玉米澱粉含量和品質改良奠定基礎
結題摘要
AGPase是玉米澱粉生物合成的限速酶，為澱粉合成提供糖基。本研究以高澱粉玉米骨幹自交系08-641為材料，採用半定量和定量RT-PCR、基因融合表達等方法，分析了編碼玉米AGPase各亞基基因的表達特性和各亞基的亞細胞定位、亞基組合模式及PGA和Pi的調控位點。結果表明這些基因不僅具有組織表達特異性，而且具有生長發育階段表達特異性，在胚乳的不同發育階段起主導作用的AGPase具有不同組合形式。bt2a僅在胚乳中表達，bt2b在胚乳、胚、根和葉片中都有表達，且在葉片中的表達量最高；embryoS也在四個組織中均有表達，在胚和葉片中表達量很高；leafS在葉片中表達量高，在胚和胚乳中表達量較低，在根中沒有表達；sh2在胚乳中特異表達；leafL在葉片中大量表達，在胚乳中少量表達，在根和葉片中不表達。sh2和bt2a的表達峰值出現在20DAP, embryoL和embryoS具有相似的表達模式，其表達峰值出現在15DAP，這與胚乳澱粉積累規律呈現相同的趨勢。亞細胞定位結果顯示，BT2a和SH2a存在於胞質中，其餘亞基存在於質體中。亞基組合模式分析顯示，SH2/BT2、SH2/LEAfS、SH2/EMBS、EMBL/EMBS、LEAFL/LEAFS和 EMBL/LEAFS 6種組合形式具有活性，其它組合形式沒有活性，BT2b與任何大亞基進行組合都沒有活性。胚乳中的AGPase活性主要存在於細胞質中，其組合模式為SH2/BT2，胚中的活性AGPase亞基組合中必需有EMBS，而葉片中的活性AGPase亞基組合中必需有LEAFL。AGPase受PGA和Pi調控的重要位點和區域的確切功能及其作用機制還有待深入研究。該項目研究結果不僅有助於闡明澱粉合成分子機理，還為實現人工控制玉米澱粉生物合成，提高玉米產量提供理論依據。
