甘蔗SPSⅢ基因组DNA及5'侧翼序列的克隆与分析

甘蔗是我国南方地区重要的糖料作物。为达到增糖的育种目标,对甘蔗蔗糖积累主要限速步骤的研究是必不可少的。蔗糖磷酸合成酶(SPS)作为蔗糖合成途径的关键限速酶,对甘蔗中蔗糖合成和碳水化合物分配有着重要的影响。本研究采用长距离PCR法(LD-PCR)克隆到两条不同长度的甘蔗(Saccharum spp.cv.FN95-1702)SPSⅢ基因组DNA片段。序列分析表明,所得的片段基因结构相同,均含有13个外显子和12个内含子,其开放读码框(ORF)编码964个氨基酸,序列提交GenBank,获得查询登陆号EU278617、EU278618。以此为基础,继续从甘蔗基因组中扩增出先前未知的SPSⅢ基因5'侧翼序列,申请GenBank登陆号KC422670。转录因子结合位点生物信息学分析表明,该序列含有顺式DNA作用元件和启动子TATA启动盒。为进一步验证5'侧翼序列的启动子活性,分别截取5段不同长度的SPSⅢ基因5'侧翼序列与报告基因GUS融合,构建嵌合基因表达载体质粒,基因枪微弹轰击甘蔗愈伤组织观测瞬时表达,证实了所克隆到的5'侧翼序列具有启动子活性,是甘蔗SPSⅢ基因的启动子,且具有一定的表达特性。本研究通过克隆分析SPSⅢ基因以其启动子,为研究基因结构和生物学功能提供了基础资料。