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摘要
蔗糖是植物光合作用的主要同化产物。植物生殖器官对蔗糖的有效利用,在植物的受精和坐果过程中发挥重要作用。蔗糖转化酶(invertase, INV)将蔗糖水解为葡萄糖和果糖,是蔗糖代谢的关键酶,根据细胞内位置不同,INV被分成细胞质蔗糖转化酶(cytoplasmic invertase, CIN)、液泡蔗糖转化酶(vacuole invertase, VIN)和细胞壁蔗糖转化酶(cell wall invertase, CWIN)。为探究蔗糖代谢在花粉败育导致辣椒(Capsicum annuum)雄性不育过程中的相关生理分子机理,本研究分析了INV的酶活性、基因表达模式与辣椒雄性不育性状之间的关系。本研究以1对辣椒细胞质雄性不育系131A和保持系131B为实验材料,利用INV酶活性测定、辣椒基因组INV鉴定与结构分析等,以及辣椒CWIN合成相关基因qRT-PCR等方法,对不同组织以及不同发育时期花中蔗糖转化酶的活性、转化酶合成基因表达模式等指标进行了比较分析。结果表明,在大花蕾和成花时期保持系131B的CWIN酶活性显著高于不育系131A,且差异显著性分别达到极其显著(P<0.001)和极显著(P<0.01),而这一现象与辣椒CWIN合成基因CaCWIN3和CaCWIN4在保持系131B雄蕊中的高表达水平紧密相关。据此推测,辣椒CaCWIN3和CaCWIN4可能是蔗糖转化酶参与调控辣椒雄性不育的重要功能基因。本研究结果为深入研究辣椒雄性不育分子调控机理提供了方向。
