黑皮果蔗中碱性蔗糖转化酶基因ShINV6的克隆与表达分析

【摘要】：在高等植物中，蔗糖转化酶广泛参与调节植物的生长发育、生物和非生物胁迫应答等过程，在控制光合产物在不同库组织的分配上起重要作用，是决定作物经济产量的关键酶。本研究以黑皮果蔗‘Badila’为实验材料，克隆了一个果蔗蔗茎中碱性转化酶基因ShINV6，并对其序列特征、表达特性及其编码蛋白的酶学特征进行了分析。生物信息学分析发现ShINV6基因cDNA全长共2859 bp，其中编码区为1254 bp，共编码417个氨基酸，其中精氨酸（Arg）含量最高，为12.7%，分子质量为46.29kD，理论等电点为10.89，进化关系分析发现ShINV6蛋白与甘蔗、玉米、高粱等单子叶作物的中碱性蔗糖转化酶高度同源，具有典型的Glyco＿hydro＿100结构域，多重序列比对发现ShINV6蛋白的C端比其他转化酶少约130个氨基酸，细胞定位和亲水性分析预测ShINV6蛋白可能为细胞质中的亲水性蛋白。在果蔗生长发育过程中，观测蔗茎中的蔗糖含量变化，发现随着种植时间的延长蔗糖含量逐渐增加，其中10月至11月是糖分积累最多的月份。荧光定量PCR结果显示9月份ShINV6表达量达到最大值，结合果蔗生长期生物产量增长规律推测ShINV6很可能参与了蔗茎生长旺盛期光合作用产物蔗糖在蔗茎（库）中的卸载过程，把蔗糖转化成己糖以供蔗茎快速生长。