辣椒细胞质雄性不育系和保持系蔗糖转化酶活性与相关基因表达分析

摘要：

蔗糖是植物光合作用的主要同化产物.植物生殖器官对蔗糖的有效利用,在植物的受精和坐果过程中发挥重要作用.蔗糖转化酶(invertase,INV)将蔗糖水解为葡萄糖和果糖,是蔗糖代谢的关键酶,根据细胞内位置不同,INV被分成细胞质蔗糖转化酶(cytoplasmic invertase,CIN)、液泡蔗糖转化酶(vacuole invertase,VIN)和细胞壁蔗糖转化酶(cell wall invertase,CWIN).为探究蔗糖代谢在花粉败育导致辣椒(Capsicum annuum)雄性不育过程中的相关生理分子机理,本研究分析了INV的酶活性、基因表达模式与辣椒雄性不育性状之间的关系.本研究以1对辣椒细胞质雄性不育系131A和保持系131B为实验材料,利用INV酶活性测定、辣椒基因组INV鉴定与结构分析等,以及辣椒CWIN合成相关基因qRT-PCR等方法,对不同组织以及不同发育时期花中蔗糖转化酶的活性、转化酶合成基因表达模式等指标进行了比较分析.结果表明,在大花蕾和成花时期保持系131B的CWIN酶活性显著高于不育系131A,且差异显著性分别达到极其显著(P＜0.001)和极显著(JP＜0.01),而这一现象与辣椒CWIN合成基因CaCWIN3和CaCWIN4在保持系131B雄蕊中的高表达水平紧密相关.据此推测,辣椒CaCWIN3和CaCWIN4可能是蔗糖转化酶参与调控辣椒雄性不育的重要功能基因.本研究结果为深入研究辣椒雄性不育分子调控机理提供了方向.

关键词：蔗糖转化酶、辣椒、雄性不育、辣椒细胞壁蔗糖转化酶合成基因3(CaCWIN3)、辣椒细胞壁蔗糖转化酶合成基因4(CaCWIN4)

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分类号：S641.2

资助基金：国家自然科学基金31501749和31772294;浙江省农业新品种选育重大科技专项2016C02051;浙江省育才工程项目2018YCGC005;2016年浙江省蔬菜种质资源收集、繁殖与鉴定评价2016R23A60D08;物种品种资源保护费111821301354052030;浙江省自然科学基金LY18C150008;国家重点实验室自主设计创新课题2017YFD0101902

在线出版日期：2018-12-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2036-2046