甘蔗果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酯酶基因(f2kp)的克隆及其功能研究

？果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酯酶(fructose-6-phosphate,2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase,f2kp)是影响生物碳积累和分配的调控关键酶，同时也是一个具有激酶和酯酶两种催化活性的双功能酶。本研究在已获得甘蔗(saccharumofficinarum)蔗叶f2kp(命名为sof2kp-l)的基础上，以蔗茎cdna为模板克隆获得不同长度的同源片段，分别命名为sof2kp-s1、sof2kp-s2和sof2kp-s3。生物信息学分析结果显示，sof2kp-l翻译的蛋白具有完整的激酶和酯酶结构域，sof2kp-s1、sof2kp-s2和sof2kp-s3所含开放阅读框长度均小于sof2kp-l，其中sof2kp-s1翻译的蛋白只具残缺的激酶结构域；sof2kp-s2翻译的蛋白具完整激酶结构域但缺失酯酶结构域；sof2kp-s3只能翻译数个氨基酸即终止翻译。选择双功能域完整的sof2kp-l构建表达载体，农杆菌(agrobacteriumtumefaciens)介导转化烟草(nicotianatabacum)。rt-pcr证实，sof2kp-l在转基因植株成熟叶中转录表达。碳水化合物等生理指标测定结果表明，转基因植株成熟叶片中可溶性总糖/淀粉、还原糖/淀粉、蔗糖/淀粉比值均有不同程度的升高，碳水化合物含量和相关分配比率发生改变。研究结果提示，甘蔗中可能存在不同的f2kp转录产物，并初步证实甘蔗sof2kp-l在光合组织中对蔗糖和淀粉的分配起到一定的调控作用，为进一步研究甘蔗f2kp基因的功能及为甘蔗分子育种提供参考依据。