[發明專利]甜高粱蔗糖合成酶基因的表達檢測方法及擴增引物

在審

• 申請號: 201810364932.2
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108315394A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 李玥瑩;李雪梅;逄洪波;馬蓮菊;鄒劍秋;王蘭蘭;張穎;李春陽;白露;張煒彤
• 申請（專利權）人: 沈陽師范大學
• 主分類號: C12Q1/6851
• 分類號: C12Q1/6851;C12Q1/48;C12N15/11
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 楊群

本發明選取了10個甜高粱主栽品種，在苗期、拔節期、抽穗期、成熟期取樣。應用高效液相色譜法和分光光度法比較不同品種不同時期的糖含量以及蔗糖合成酶的活性變化，并對蔗糖含量與SS酶活性的相關性進行分析，結果表明蔗糖含量與SS酶活性正相關；采用實時熒光定量PCR技術比較4個時期、10個甜高粱品種之間SS基因表達的差異，分析甜高粱體內糖分累積規律與SS基因表達量之間的關系，結果表明SS基因表達量與蔗糖含量正相關。根據本發明的結果建立了SS基因表達定量檢測的反應體系，以及甜高粱SS基因表達規律的研究方法，以期達到通過快速檢測確定最佳收獲時期及篩選甜高粱高含糖量新材料的目的。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及甜高粱蔗糖合成酶(SS)基因，特別是甜高粱蔗糖合成酶基因的表達檢測方法及擴增引物。

背景技術

隨著石油、煤炭等化石能源日漸耗竭和生態環境惡化，能源安全和環境安全已成為全世界面臨的嚴峻挑戰。開發利用新型可再生能源對于社會、經濟的可持續發展具有重要戰略意義(中國農業部，2007；中華人民共和國國家發展和改革委員，2007)。我國是能源消費大國，大力發展能量密度高、抗逆性強、“不與糧爭地，不與人爭糧”的生物質能源作物可拓展農業結構、促進區域經濟發展、緩解能源供應緊張局面，減少溫室氣體排放、改善生態環境，是保障國家能源安全和環境安全的雙贏舉措(張志鵬等，2005；鄒劍秋等，2007)。

目前，在眾多生物質能源作物中，甜高粱以其獨具的高含糖量、高生物產量、高乙醇轉化率和高抗逆性成為符合我國國情、適合我國國土、氣候條件、既產能源又產糧食的理想作物之一，它的開發利用為燃料乙醇生產原料的多元化開辟了一條新路。甜高粱(Sorghum bicolor L.Moench)莖稈多汁，富含糖分，又稱糖高粱或蘆粟，與其他能源作物相比，甜高粱具有生物產量高(屬于C₄植物)、含糖量高、多重抗逆性(抗旱、耐澇、耐鹽堿)和乙醇轉化率高、成本低等優點。2007年6月，以玉米為主的糧食燃料乙醇項目被國家叫停后，甜高粱作為“生物能源系統中的最有競爭力者”(黎大爵，2003；楊文華，2004)，成為我國最具有發展前景的綠色能源作物之一(許曉菁等，2008)，利用甜高粱秸稈轉化為燃料乙醇的核心技術已經攻破，科技成果已獲國家專利，甜高粱莖稈含糖量是決定乙醇產量的主要因素，提高甜高粱莖稈含糖量是當今甜高粱育種最重要的研究內容之一。

蔗糖是高等植物體內最重要的能量載體，是碳水化合物的主要運輸形式，還是細胞代謝的調節因子。在甜高粱的生長發育過程中，有三種酶調控蔗糖代謝、決定著植物細胞中蔗糖的含量，分別為蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖轉化酶(Inv)。這三種酶共同控制植物中葡萄糖、果糖和蔗糖的含量，共同催化蔗糖進入各種代謝途徑。三種酶在植物生長發育過程中有著舉足輕重的作用，因此，研究這些與蔗糖代謝相關的酶至關重要。

SS的活性直接反映了植物體內蔗糖合成的能力。從分析SS基因表達量，是探明莖稈糖分積累規律、解釋不同品種間糖含量差異和建立分子調控體系的有效途徑，目前還沒有相關方面的報道。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，選取了國內外10個甜高粱主栽品種，應用高效液相色譜法比較不同品種甜高粱不同時期的糖含量以及蔗糖合成酶的活性變化，采用實時熒光定量PCR技術比較4個時期、10個甜高粱品種之間SS基因表達的差異，了解甜高粱體內糖分累積規律，建立一種甜高粱蔗糖合成酶(SS)基因表達規律研究方法。

本發明目的一：應用高效液相色譜法及分光光度法測定4個時期(苗期、拔節期、抽穗期、成熟期)10個甜高粱品種(津系53、甜GL、LTR108、LTR168、HT、collier、M-81E、Rio、Honey、umbrella)的蔗糖含量和蔗糖合成酶(SS)的活性，分析蔗糖合成酶(SS)與糖分積累的相關性。