矮牽牛海藻糖-6-磷酸合酶基因PhTPS6的克隆與表達分析

王 琦，劉同瑞，劉 娜，熊 楓，張水明，董麗麗

(安徽農業大學 園藝學院，合肥 230036)

海藻糖(Trehalose)是一類廣泛存在于細菌、酵母、真菌、昆蟲、無脊椎動物以及植物中的非還原性雙糖[1]。植物中海藻糖主要以TPS/TPP途徑合成：海藻糖-6-磷酸合酶(Trehalose 6-phosphate synthase，TPS)將尿嘧啶核苷二磷酸-葡萄糖(UDP-glucose)與6-磷酸葡萄糖催化生成海藻糖-6-磷酸，隨后經由海藻糖-6-磷酸酯酶(Trehalose-6-phosphate phosphatase, TPP)催化生成為海藻糖[2](圖1[3])。

TPS作為調節海藻糖合成的關鍵酶[4]，其成員能夠參與調節植物的抗逆[5]、成花轉變[6]和分枝發育[7]。不同物種中TPS家族成員數量不同：如擬南芥、水稻、楊樹[8]、橡膠樹[9]等物種中分別含有11、11、12、14個成員。TPS成員通常分為ClassⅠ與ClassⅡ兩個亞家族, 后者具有合酶和磷酸酶結構域，但其功能目前并不明晰[10]。TPS6及其他物種中的同源基因通常屬于ClassⅡ[4,11-12]。有研究顯示AtTPS6的過表達不能互補酵母tps1和tps2的突變體表型，表明其不具有活性或不能直接參與海藻糖代謝[13]。但也有研究發現擬南芥AtTPS6除了參與調控抗旱及株型，還能夠調控植物的細胞形狀和表皮毛分枝[14]。

矮牽牛不但是園林中應用較為廣泛的重要觀賞植物，同時由于矮牽牛再生容易，生活周期短，基因組已測序成功[15]，遺傳背景清晰，也是重要的模式植物。在矮牽牛栽培中，通常需要多次人工打頂促進側枝發育以達到花朵繁茂的觀賞效果，大大提高了生產成本，成為制約產業發展的瓶頸問題。因此，培育多分枝且抗逆性強的矮牽牛新品種是解決矮牽牛高效生產的關鍵所在。本研究從矮牽牛中分離TPS6同源基因PhTPS6，并對基因的生物信息以及在不同組織、不同處理下的表達特性進行分析。……