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2个Sh2甜玉米自交系种子萌发过程中关键水解酶活性及相关基因表达的动态分析

         
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为阐明Sh2甜玉米(Zea mays subsp.saccharata Sturt.)种子萌发过程中关键水解酶对种子贮藏物质利用的作用,以Sh2甜玉米自交系BF109和Q267的种子为材料,对种子萌发2、4、6、8和10 d时贮藏物质的消耗量和利用率以及总淀粉酶和蔗糖合成酶的活性进行了测定,并采用实时荧光定量PCR技术对9个相关基因的表达特性进行了分析.结果表明:种子萌发6d时2个自交系的单粒种子贮藏物质消耗量大幅度提高,说明种子内的贮藏物质进入快速分解阶段.随萌发时间的延长,2个自交系的单粒种子贮藏物质消耗量逐渐升高,而贮藏物质利用率则呈先升高后降低的趋势;总体上看,自交系BF109的单粒种子贮藏物质消耗量显著高于自交系Q267(P＜0.05),而其贮藏物质利用率则显著低于后者.随萌发时间的延长,2个自交系种子内的总淀粉酶和蔗糖合成酶活性也总体呈先升高后降低的趋势,并且自交系BF109种子内2种酶活性基本上低于或显著低于自交系Q267.实时荧光定量PCR分析结果表明:在种子萌发2～10d期间,2个自交系种子中9个α-淀粉酶和蔗糖合成酶相关基因的相对表达量均有较大差异,但7个α-淀粉酶相关基因(包括α-Amy1A、α-Amy2A、α-Amy3A、α-Amy3B、α-Amy3C、a-Amy3D和a-Amy3E)的相对表达量均在萌发前期较高,利于合成α-淀粉酶并参与淀粉水解;α-Amy1A、α-Amy2A、α-Amy3D和SuSy-2基因的相对表达量在种子萌发2～10 d均较高,而α-Amy3A、α-Amy3B、α-Amy3C、α-Amy3E和SuSy-3基因的相对表达量仅在种子萌发2d时较高,说明a-Amy1A、a-Amy2A、α-Amy3D和SuSy-2基因可能是Sh2甜玉米种子萌发过程中的关键水解酶基因.总体来看,自交系Q267种子中相关基因的相对表达量显著高于自交系BF109,这可能是导致自交系Q267种子中总淀粉酶和蔗糖合成酶活性及贮藏物质利用率较高的主要原因.

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