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农大农学院刘庆昌教授课题组揭示IbSnRK1基因在甘薯淀粉生物合成途径中的作用机制

我校农学院农业部甘薯生物学与生物技术重点实验室刘庆昌教授课题组在揭示IbSnRK1基因在甘薯淀粉生物合成途径中的作用机制取得重要进展:该研究团队对IbSnRK1转基因甘薯植株的淀粉含量和品质进行了分析,发现该基因的过表达不仅显著提高甘薯的淀粉含量,而且改变甘薯的淀粉品质,并初步解析了该基因改良甘薯淀粉品质的分子机理。相关研究结果于2018年5月30日在线发表于《Plant Biotechnology Journal》杂志上,题目为“A sucrose non-fermenting-1-related protein kinase-1 gene, IbSnRK1, improves starch content, composition, granule size, degree of crystallinity and gelatinization in transgenic sweet potato”。

淀粉是植物光合作用的重要产物,一般存在于各种作物的种子、胚乳、块根、块茎等组织中。SnRK1基因已经被报道参与调控植物的淀粉合成和生长发育,但目前的研究报道仅限于SnRK1基因提高植物的淀粉含量,而该基因是否能够改良植物淀粉理化性质等并不清楚。

该研究利用农杆菌介导法将IbSnRK1基因导入甘薯品种栗子香,获得了淀粉含量和支链淀粉含量显著提高的转基因甘薯新材料,并且发现转基因株系的淀粉粒数量明显增加,粒径显著增大,结晶度提高,糊化温度降低。进一步的研究发现过表达IbSnRK1基因系统上调淀粉生物合成途径相关基因的表达,提高淀粉合成关键酶的活性,促进糖向淀粉的转化,最终增加了淀粉含量,改变了淀粉的组成、粒径、结晶度、糊化温度等。

刘庆昌教授和翟红教授为该论文的共同通讯作者,该课题组任志彤博士为论文第一作者。该研究得到了国家甘薯产业技术体系和国家自然科学基金的支持。

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