低钾胁迫下外源生长素对烟草根系生长及钾吸收的影响

【目的】探明生长素参与低钾胁迫下植株根系的生长发育及吸钾机制,同时为提高植物体内钾素水平提供理论依据。【方法】采用室内水培法,以模式植物烟草为试验材料,通过设置2个钾浓度(5、0.15 mmol/L)和5个外源生长素(3–吲哚乙酸)浓度(0、5、10、20、40μmol/L),对植物根系生理特征、内源生长素浓度、钾素累积及钾吸收动力学和相关钾离子通道基因转录表达进行比较研究。【结果】1)与正常钾水平相比,在低钾胁迫条件下,植株地上部干重显著降低15.6%;根系扫描8项指标中,除根平均直径外,其余7项指标值均显著降低;ATPase活性显著降低43.3%;主根尖、侧根尖及叶片内源生长素浓度显著升高;钾吸收动力学参数Vmax、Km值分别显著降低了89.2%、99.6%;植株根系、叶片钾浓度分别显著降低了93.0%、62.2%;根系中内流型钾离子通道基因Ntkc1的表达量显著降低56%。2)添加外源生长素后,正常供钾植株的根系干物质重、根系活力、主根尖及侧根尖内源生长素浓度有增加的趋势,Vmax值和内流型钾离子通道基因NKT2、NtKC1的表达量明显增加;低钾条件下,植株表现出和正常供钾相似的规律,除此之外,低钾植株的根系生长得到明显改善,ATPase活性和地上地下部钾素浓度明显增加,外流型钾离子通道基因Ntork1的表达量明显降低。3)当添加生长素浓度为10μmol/L时,与未添加生长素相比,正常供钾植株的地上地下部干重显著增加了6.05%、8.54%;根体积及根系交叠数显著增加16.5%、23.2%;根系活力显著增加了298%;Vmax值显著增加了118%;低钾植株地上地下部干重与不添加相比显著提高了5.61%、28.6%;根系活力达到113μg/(g·h), FW,为无添加生长素时的3.3倍;根系ATPase活性相对增加了87.5%;根系钾浓度显著增加250%;钾离子通道基因NKT2在根系中表达量显著增加了7.04倍,Ntork1在根系及叶片中表达量显著降低了49.5%、72.5%。【结论】低钾胁迫影响烟草根系生长及植株对钾素的吸收累积,添加适当浓度外源生长素可改善植株根系生长发育状况,增加内流型钾离子通道基因NKT2、NtKC1的表达量,降低外流型钾离子通道基因Ntork1的表达量,且提高植株钾吸收动力学参数Vmax值、降低Km值,从而提高了植株对钾离子的吸收能力与亲和力,进而增加植株钾素浓度。     

钙信号抑制剂加剧低钾胁迫对烟草幼苗光合特性及钾吸收的影响

  【目的】  研究低钾胁迫抑制钙信号传导对植株幼苗叶片光合特性及钾吸收的影响,为缓解作物的低钾胁迫提供理论依据。  【方法】  以烟草品种K326为试验材料进行了室内水培试验。烟草幼苗先在营养液正常钾(K+ 5 mmol/L)和缺钾(K+ 0.15 mmol/L)营养液中生长8 天,然后在营养液中分别施加钙通道有机阻断剂Vp、钙通道无机阻断剂LaCl₃和钙离子螯合剂(EGTA)钙信号抑制剂,继续生长4天后取样,测定植株干鲜重、电导率、活性氧含量、叶片抗氧化酶活性、叶片光合特性等指标和植株地上、地下部钾素浓度及钾离子吸收相关基因表达量。  【结果】  1)不添加钙通道抑制剂或螯合剂条件下,低钾胁迫的烟株地上部和根系干重较常钾水平显著降低了59.29%、39.82%,鲜重显著降低了51.58%、48.19%,除水汽压饱和亏外的其余5项光合特性指标显著降低,植株地上部和根系钾含量分别显著降低了39.31%和77.05%,而叶中可溶性蛋白、相对电导率、过氧化氢含量则显著增加,NKT2、NtKC1、NtHAK1、NtHAK5基因的相对表达量分别增加了2.09、3.32、3.23、12.34 倍。2)常钾水平下,3个钙抑制剂处理未明显影响地上部和根系干鲜重,而低钾水平下,钙抑制处理的地上部鲜重和干重显著高于无钙抑制剂对照。两个钾水平下,与各自对照相比,3个钙抑制剂处理的叶片相对电导率、活性氧积累量均显著增加,抗氧化酶SOD和POD活性、叶绿素含量显著减少,光合特性指标(除水汽压饱和亏外)明显降低。3)两个钾水平下,3个钙信号抑制剂处理的烟株地上部和根系钾含量均显著低于其对照,低钾胁迫下平均降低幅度分别达到25.54%和53.36%。低钾胁迫下,钾离子通道基因NKT2、NtKC1和转运蛋白基因NtHAK1、NtHAK5在根系中的相对表达量分别平均降低了60.60%、50.62%、38.61%、69.79%,钙通道相关基因NtCNGC1和NtCNGC11在根中的相对表达量分别平均降低了95.36%和87.04%。  【结论】  低钾胁迫明显影响烟株幼苗生长、光合作用及对钾素的吸收和积累。低钾水平下,外施钙通道抑制剂或螯合剂可进一步降低烟草叶片抗氧化酶活性,减弱烟株叶片光合作用,并抑制根中钾吸收相关基因的表达和烟株对钾素的吸收。     

低钾胁迫下不同低钾耐性大豆钾营养特性的差异

采用盆栽试验方法研究了低钾胁迫对不同低钾耐性大豆品种(系)钾营养特性的影响。结果表明:低钾胁迫下,植株干重、单株粒重、叶片钾含量、茎秆钾含量、幼荚钾含量、籽粒钾含量和钾积累量均以耐性品种(系)较高,钾利用效率以低钾敏感品种(系)较高。低钾胁迫下,不同低钾耐性大豆的植株干重、单株粒重、各器官钾含量和钾积累量均下降,但耐性品种(系)的各指标下降幅度小,敏感品种(系)的各指标下降幅度大。低钾胁迫下,不同低钾耐性大豆的钾利用效率均明显升高,耐性品种(系)比敏感品种(系)的升高幅度小。耐性品种(系)的植株干重、单株粒重、各器官的钾含量、钾积累量和钾利用效率受低钾胁迫影响较小,低钾条件下耐性品种(系)获得较高产量的主要原因是吸钾能力更强。     

干旱胁迫及不同钾水平下烟草叶肉细胞中钾的再分布

研究了干旱胁迫及不同水平下K+在烟草叶肉细胞的液泡、线粒体、叶绿体中的分布。结果表明,无论是正常水分条件下还是干旱胁迫下,施K肥可以提高叶肉组织中K的含量;烟草叶肉细胞中K+主要集中在液泡中,叶绿体中次之,线粒体中最少。干旱胁迫下,K+在烟草叶肉细胞内存在明显再分配现象,不施钾植株在干旱胁迫下液泡中K+总量变化不大,但所占比例减少;而线粒体、叶绿体中K+总量和所占比例均明显增加。施钾植株干旱胁迫下液泡中K+所占比例也有减少,但总量增加;线粒体中K+总量和所占比例均减少,叶绿体中K+总量和所占比例均明显增加,且叶绿体中K+的变化趋势随施钾量增加而增强。结果还表明,在不同干旱程度下,适量施钾可以减少烟草叶肉细胞光合活性的下降。     

低钾胁迫对水稻苗期矿质营养吸收和植物激素含量的影响

以水稻（Oryza sativa L.）受体N27（对照）和来源于N27的耐低钾基因型水稻N18和N19为材料。采用溶液培养技术研究了低钾胁迫对其苗期矿质营养吸收和叶片植物激素含量的影响。结果表明,在低钾胁迫下,水稻幼苗吸钾效率和钾利用效率以及植株钾转运率降低,但N18、N19的降低幅度小于N27。同时,低钾胁迫下N18和N19与N27相比具有较强吸收和运输钠、磷、镁、铁和钙的能力。低钾胁迫使水稻叶片IAA、GA1和ZR的含量以及IAA/ABA、ZR/ABA和GA1/ABA比值均降低,N18、N19的降低幅度小于N27,且具有较高的IAA、GA1和ZR的含量以及IAA/ABA、ZR/ABA和GA1/ABA比值;低钾胁迫下N18、N19叶ABA的含量增加幅度小于N27。水稻耐低钾特性与其矿质营养吸收能力和植物激素水平或植物激素间比例关系有关。     

盐胁迫对番茄幼苗中乙烯信号转导途径一些基因表达的影响

用不同浓度的NaCl溶液分别处理番茄(Lycopersicon esculentum cv．UC-82)幼苗，研究分别处理12、24和48h后乙烯信号转导途径中编码转录因子基因的表达变化。结果表明，不同浓度的NaCl溶液处理番茄幼苗12h能明显促进Le-EIL1基因的表达；0．08mol／L NaCl溶液处理12和24h都能促进Le-E1L2基因的表达；用0．04和0．08mol／L NaCl处理12h和24h后，Le-EIL3基因表达都得到增强。用0．04和0．08mol／L NaCl溶液处理番茄幼苗12h能显著地促进Le-ERF1基因的表达；用3种浓度的NaCl溶液0．04，0．08和0．16mol／L处理番茄幼苗12h后均能明显的促进Le-ERF2基因的表达；用不同浓度的NaCl溶液分别处理番茄幼苗Pti4基因的表达变化不大。这些结果说明Le-EILs和Le-ERFs家族成员基因在不同浓度NaCl溶液和不同处理时间条件下表现不同的表达模式。     

低钾胁迫下不同低钾耐性大豆光合特性及保护性酶的差异

田间试验选用耐低钾和低钾敏感的大豆品种各2个,研究低钾胁迫下不同品种光合特性及活性氧代谢的差异。结果表明,与施钾相比,低钾胁迫下,两类品种的相对叶绿素（SPAD）、光合速率（Pn）和气孔导度(Gs)均下降,但低钾耐性品种比低钾敏感品种下降的幅度小;而胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）和脯氨酸含量升高,且低钾敏感品种比低钾耐性品种升高幅度大。低钾耐性品种SOD活性在开花期低于低钾敏感品种,成熟始期又明显高于低钾敏感品种;CAT活性在开花期和结荚期低钾耐性品种都高于低钾敏感品种;成熟始期POD活性低钾耐性品种下降的幅度小于低钾敏感品种;MDA在生育中后期,低钾耐性品种明显低于低钾敏感品种。     

不同钾水平下外源铵对烟草幼苗根系生长及钾吸收的影响

为探明铵参与低钾胁迫下烟株根系的生长及吸钾机制,采用室内水培法,以“豫烟6 号”为试验材料,研究了不同供钾水平下外源NH4+ 对烟株根系的生长生理和钾吸收速率的影响。结果表明,未添加外源NH4+ 时,低钾胁迫下烟株根系可溶性蛋白、根系活力、烟株各部位干重和钾含量均显著低于常钾水平。两种供钾水平下,随着外源NH4+ 浓度增加,烟株根系干重、根系扫描参数、钾积累量和钾最大吸收速率均呈下降趋势,但根系可溶性蛋白含量和根系活力则先上升后下降并在外源NH4+ 浓度为1 mmol/L 时最大。外源NH4+ 可抑制植物根系高亲和及低亲和K+ 吸收系统,且NH4+浓度越大,钾吸收速率越低,其中溶液K+ 浓度为0.2 和10 mmol/L 时,N5.00 较N0处理分别显著降低55.78% 和37.68%。可见,低钾胁迫显著抑制烟株根系生长和钾吸收,而外源NH4+ 可抑制高亲和或低亲和的K+ 吸收系统,从而影响烟株的钾吸收速率和吸收量。     

低钾胁迫下水稻钾高效基因型若干生长特性和营养特性的研究

采用溶液培养筛选,结合田间试验,提出了采用低钾胁迫下水稻体内钾利用效率作为衡量水稻钾利用效率的指标;探讨了钾高效基因型水稻的若干生长特性和营养特性;指出低钾胁迫导致水稻生物量减少,植株生长缓慢,分蘖能力差,根系生长受到抑制,根系吸收的钠增加。水稻钾高效基因型低钾胁迫下仍具有较强的生长势(相对干重、相对株高、相对根长较大),其地上部钾/钠比值高而根部钾/钠比值较低,地上部和根部钾/氮吸收量比值较低。     

低钾胁迫对不同基因型大豆生长发育的影响

盆栽条件下,通过低钾和施钾两个处理,研究低钾胁迫对不同基因型大豆生长发育的影响。结果表明:在低钾胁迫下,不同基因型大豆的株高、茎粗、分枝数和植株干重均减少,T40的株高和植株干重减少的最小,仅减少1.1%和3.4%;低钾还造成不同基因型大豆主茎节数增加,增加最多的是九农22。在低钾胁迫下,耐低钾品种T40单株荚数增加9%,每荚粒数降低10%,单株粒数降低2%,百粒重降低10%;不耐低钾的大豆品种GD8521单株荚数降低18%,每荚粒数降低10%,单株粒数降低26%,百粒重降低16%。由于产量性状的互作,耐低钾的大豆品种产量保持稳定。     

烟嘧磺隆胁迫对甜玉米幼苗活性氧积累、抗氧化系统及相关基因表达的影响

为减轻烟嘧磺隆对甜玉米(Zea mays L. seccharata Sturt)的药害作用,探究甜玉米幼苗抗氧化系统对烟嘧磺隆胁迫的响应机制,本研究以一对甜玉米姊妹系(对烟嘧磺隆表现耐药性的甜玉米自交系HK301和对烟嘧磺隆表现敏感的甜玉米自交系HK320)为试材,研究烟嘧磺隆胁迫对不同耐药性甜玉米品种氧化压力、抗氧化酶、抗氧化系统非酶类物质和抗氧化酶关键基因表达量的影响。结果表明,烟嘧磺隆胁迫后,与对照(HK301-CK)相比,HK301的超氧阴离子自由基( {\mathrm{O}}_2^{\frac{-}{·}} )产生速率、过氧化氢(H₂O₂)含量和丙二醛(MDA)含量先增加后减少,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈先升高后降低的趋势,抗坏血酸(AsA)含量、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量先增加后减少,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量持续增加,抗坏血酸氧化还原状态(AsA/DHA比值)显著降低,谷胱甘肽氧化还原状态(GSH/GSSG比值)无显著差异。与对照(HK320-CK)相比,HK320的 {\mathrm{O}}_2^{\frac{-}{·}} 产生速率和H₂O₂含量显著增加, CAT、APX、DHAR、GR活性先升高后下降,SOD、MDHAR活性和GSH含量、GSH/GSSG 比值、AsA/DHA 比值呈下降趋势,DHA含量持续增加,GSSG含量无显著差异。烟嘧磺隆胁迫后,相较于HK320,HK301显著上调了SOD、CAT、APX、MDHAR、DHAR和GR基因的相对表达量。综合分析显示,不同耐药性甜玉米幼苗通过调节体内抗氧化物质含量和酶活性来清除活性氧,从而提高幼苗对除草剂的耐药性。本研究为揭示烟嘧磺隆胁迫下甜玉米幼苗抗氧化系统的代谢机制提供了理论依据。     

田间烤烟叶片缺钾症状与钾积累及土壤供钾水平关系

基于田间正常施肥烟株生长中期中、上部叶通常出现缺钾症状的现象,以烤烟品种K326为材料在砂质壤土上进行了田间试验,定期观察无钾(即K0,仅按常规施用氮磷肥,K₂O用量为0 kg·hm^–2)、常规施肥但中后期出现缺钾症状(即CF,按常规施用氮磷钾肥,K₂O用量为364 kg·hm^–2但中后期仍有缺钾症状)、常规施肥且正常生长(即CK,按常规施用氮磷钾肥,K₂O用量为364 kg·hm^–2但中后期无缺钾症状)3处理烟株移栽后生长情况(特别是叶片缺钾症状的出现情况),并及时采集和测定了相应烟株的干物质、钾含量及根区土壤速效钾含量,以阐明正常施肥烤烟中、上部叶出现缺钾症状的可能原因。结果表明:(1)CF和K0烟株在移栽后33 d前叶片均未出现缺钾症状;但根区土壤速效钾含量移栽后42 d低于99.86 mg·kg^–1时,K0烟株第8～第15叶陆续表现缺钾;CF烟株根区土壤速效钾含量移栽后57 d低于131.1mg·kg^–1...     

缺锌对SD大鼠垂体基因表达谱的影响

锌参与动物体内300余种酶和功能蛋白的组成,它们在动物体内不仅参与DNA、RNA、蛋白质、糖类、脂类、维生素和矿物质代谢,而且还与胰岛素、胰高血糖素、前列腺素等的功能和活性有关(Brandao-neto et al.,1995)。本实验应用表达谱基因芯片筛选锌缺乏SD大鼠垂体差异表达的基因,检测缺锌对SD大鼠垂体基因表达谱的影响。1材料和方法1.1材料SD雄性大鼠240只,体重(95±5)g,随机分为2组,正常组(ZA)和缺锌组(ZD),含锌量分别为35.94和3.15mg/kg。饲料配制参照AIN-93G大鼠纯合日粮;大鼠cDNA表达谱基因芯片V1.2由上海生物芯片有限公司提供。1.…     

PEG胁迫下玉米基因表达谱分析

为了解PEG胁迫下玉米基因表达情况,采用数字化基因表达谱（DGE）技术,检测了20%PEG胁迫下玉米植株中基因表达谱,同时利用实时荧光定量PCR技术对部分基因表达特点进行了验证。结果表明玉米植株在20%PEG胁迫下48h时,共检测到31829个基因表达量发生了改变,其中表达量差异达到2倍以上的基因共1438个,其中801个表达量呈现上调,637个表达量呈现下调。这些差异表达基因功能主要涉及到结合、催化、转录、抗氧化剂活性,参与代谢过程、细胞过程、定位、生物调节、定位建立以及刺激反应等。实时荧光定量PCR分析表明7个随机选择的基因在胁迫前后的表达特点与表达谱测序结果一致。本研究表明玉米对PEG胁迫反应是一个多基因参与、多个生物过程协同调控的过程,基因表达量的变化可能是调控的主要方式,此外候选了与玉米耐PEG胁迫相关的应答关键基因,为揭示与玉米耐旱机理以及克隆与玉米耐旱性相关关键基因奠定了基础。     

平榛MAPKK基因克隆及在非生物胁迫下的表达分析

通过研究外界刺激信号对平榛中促分裂原活化蛋白酶途径的影响,探索该途径中MAPKK类基因对各种非生物胁迫的响应机制。根据平榛花芽转录本高通量测序的结果,采用RACE-PCR方法克隆到一个平榛MAPKK基因,全长1 065bp,推断其编码354个氨基酸,命名为Ch MAPKK2。序列分析表明,该基因含有MAPKK类型基因典型的磷酸一致化序列SLADIDS。构建的系统发育树结果表明,它与葡萄Vv MAPKK2以及苹果Md MAPKK的亲缘关系较近,相似性分别为81.69%和78.53%。采用qRTPCR,以ACTIN为内参对Ch MAPKK2基因在自然条件下花芽部位的表达模式进行分析,结果表明:在自然条件下从11月份到次年4月份Ch MAPKK2的表达量呈现先上升后下降的趋势;对平榛根蘖苗进行4℃、干旱及盐胁迫处理,发现Ch MAPKK2基因均受上述3种非生物胁迫的诱导而上调表达;Ch MAPKK2在不同器官中的表达具有组织表达特异性,雌花芽中表达量最高,其次是树皮,雄花序中表达量最低。上述研究结果表明Ch MAPKK2基因在平榛适应非生物胁迫的过程中发挥着重要作用。     

施用生物钾肥后减少化学钾肥对烤烟致香物质和评吸质量的影响

采用大田试验研究了施用生物钾肥后减少化学钾肥施用量对烤烟致香物质和评吸质量的影响.结果表明,施用生物钾肥后减少化学钾肥不会降低烟叶中主要致香物质含量和总致香物质含量,以减少化学钾肥14％的处理烟叶总致香物质含量和主要致香物质含量较高;施用生物钾肥后减少化学钾肥处理烤烟评吸质量较好,经济效益较高.但研究也发现,上述结果具有不稳定性,因此,针对不同烟区生物钾肥的研制和施用还有待于进一步的研究.     

光皮桦miR393及其靶基因在低氮胁迫中的表达分析

为探讨光皮桦低氮胁迫中miR393调控机制,以光皮桦(Betula luminifera)G49-3无性系为材料,分为两组处理,低氮组以含0.03 mmol·L~(-1)NO3-的营养液浇灌,对照组以含15 mmol·L~(-1)KNO3的全营养液浇灌,分别处理1、2、4、21 d,另设一组恢复试验组(Re),低氮处理4 d后重新添加全营养液。探讨miR393及其靶基因(TIR1)与(AFB2)在低氮胁迫下的表达响应。应用RT-PCR和RACE技术克隆了Bl TIR1(Gen Bank登录号:KX771075)和Bl AFB2的c DNA序列(Gen Bank登录号:KX771074),其中Bl TIR1序列全长2 387 bp,编码582个氨基酸,Bl AFB2序列全长2 373 bp,编码572个氨基酸;2个基因预测的氨基酸序列中N端具有F-box保守结构域,5个LRR结构域;运用5'-RACE验证了miR393对预测靶基因Bl TIR1和Bl AFB2的剪切作用及靶作用位点,且靶作用位点均在靶基因中从miR393 5'端起与miR393配对的第10和第11位碱基间;采用RT-q PCR分析了miR393与2个靶基因低氮胁迫时的表达模式,结果表明,miR393a相对表达量最高,可能在低氮胁迫中发挥主要调控作用。在根和叶中,miR393a表达水平在低氮处理前期(2、4 d)受到抑制,而后升高,且在恢复试验组中,miR393a均显著上调,且miR393a与靶基因Bl AFB2在叶中呈显著负相关;在茎中,4 d时miR393a显著上调而在恢复试验组中显著下调。miR393及其靶基因Bl TIR1和Bl AFB2在光皮桦低氮胁迫处理中的表达模式暗示其可能在低氮胁迫响应中发挥调控功能。本研究结果对于阐明光皮桦miR393—Bl TIR1/Bl AFBs在低氮胁迫响应中的调控功能,揭示林木应对低氮胁迫的分子基础具有重要理论意义。     

不同钾肥组合对烤烟质体色素及降解产物的影响

采用田间试验,以普通钾肥为对照,研究了缓释钾肥及其与普通钾肥、黄腐酸钾的配施对烤后烟叶质体色素及其降解产物的影响.结果表明:T1(普通钾肥)和T2(缓释钾肥)均不利于降低烤后烟叶叶绿素含量,T2处理两种等级烟叶质体色素降解物质总量均低于T1处理,而T3处理(普通钾肥+缓释钾肥)显著降低了两种等级烟叶叶绿素含量,提高了中部叶质体色素降解物质总量,却降低了上部叶质体色素降解物质总量和类胡萝卜素含量;T4处理(普通钾肥+缓释钾肥+黄腐酸钾)能降低两种等级烟叶叶绿素含量、提高上部叶类胡萝卜素含量,其上部叶质体色素降解物质总量高于其他各处理,中部叶质体色素降解物质总量仅低于T3处理,此外上部和中部叶中分别有12种和8种类胡萝卜素降解产物含量高于其他各处理.故综合看,T4是最优的施钾处理.     

PchsA驱动的烟草orf25基因表达载体构建及遗传转化

为研究orf25基因的功能及其与烟草雄性不育性的相关性,通过PCR方法从质粒p UC57-Pchs A中扩增了花特异性启动子Pchs A,并以其取代植物表达载体p BI121中的组成型启动子Ca MV35S,然后将orf25基因插入到Pchs A启动子下游,构建由Pchs A启动子驱动的orf25基因表达载体,测序结果显示植物表达载体p BI121-Pchs A-orf25构建成功。将该表达载体导入根癌农杆菌LBA4404中,采用根癌农杆菌介导法遗传转化雄性不育烟草MS革新3号,共获得76株转基因烟草植株,经PCR鉴定,转基因阳性植株为18株,转化率为23.7%。研究结果证明目的基因orf25已整合到烟草基因组中,为进一步探究该基因的功能及其与烟草雄性不育性的关系奠定了基础。     

大蒜蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶基因As-1-SST的克隆与表达分析

植物果聚糖是一类重要的可溶性碳水化合物,其在植物中的积累可提高植物的抗逆性。为了解大蒜蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶的序列特征和功能,本研究采用TA克隆方法(Original TA Cloning Kit)得到乐都紫皮大蒜As-1-SST基因全长序列,利用BLAST、DNAMAN、ProtParam、SWISS-MODEL、MEGA等生物信息工具分析其序列特征,通过荧光定量PCR(qRT-PCR)分析As-1-SST基因在大蒜根、假茎、叶片和鳞芽中的表达差异及其对低温和干旱胁迫的响应情况。结果表明,大蒜As-1-SST基因全长1 872 bp, 编码623个氨基酸,推测蛋白质分子质量为69.76 kDa,理论等电点为5.19,为不稳定亲水性蛋白;亚细胞定位预测结果显示,As-1-SST蛋白主要定位于液泡,该蛋白无信号肽,包含2个特异位点,属于糖苷水解酶32(GH32)家族。在进化关系上,大蒜As-1-SST与百合科的洋葱1-SST亲缘关系最为接近。qRT-PCR分析表明,As-1-SST基因在根中的表达量最高,其次是假茎,在鳞芽和叶片中表达水平较低,具有明显的组织特异性;不同组织As-1-SST对于低温及干旱胁迫的响应差异显著,低温胁迫显著诱导了根、假茎、叶片中As-1-SST的表达,而干旱胁迫只显著提高了鳞芽中As-1-SST的表达量,说明大蒜各组织As-1-SST对逆境信号的响应机制不同。本研究为进一步鉴定大蒜果聚糖合成酶基因的生物信息学功能和表达调控机制提供了一定的理论依据。