[发明专利]一种橡胶树蔗糖转化酶及其编码基因的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶树蔗糖转化酶及其编码基因与应用。

背景技术

蔗糖转化酶(β-D-呋喃果糖苷酶)催化蔗糖不可逆地降解为葡萄糖和果糖。在高 等植物中，蔗糖转化酶是一个中等大小的基因家族，包含十几个到二十几个基因。根 据亚细胞定位不同，蔗糖转化酶分为细胞壁、液泡和胞质三类。根据最适酶活pH值 的不同，又可将蔗糖转化酶分为酸性和中性/碱性两类，其中细胞壁和液泡蔗糖转化酶 属于酸性转化酶(Ac-Inv)，最适酶活pH值为4.5～5.0，胞质蔗糖转化酶的最适酶活 pH值为7.0～8.0，属于中性/碱性蔗糖转化酶(N/A-Inv)。

许多研究证实，植物蔗糖转化酶广泛参与韧皮部装载和卸载、生长发育调节、生 物和非生物胁迫应答，并且在光合产物同化碳分配中起核心调控作用，是决定作物经 济产量的关键酶。早期蔗糖转化酶的研究集中在Ac-Inv上，而对N/A-Inv的研究较少。 近几年，有关N/A-Inv的研究不断增多，许多研究证实这类转化酶在一些大量需求单 糖或己糖的生物过程，如产能和生物合成中发挥重要作用。Wang等人(2000)指出， 在缺水条件下N/A-Inv可能参与控制甘薯细胞中的碳水化合物分配和能量产生(Wang HL，Lee PD，Chen WL，Huang DJ，Su JC.2000.Osmotic stress-induced changes of sucrose metabolism in cultured sweet potato cells.J Exp Bot 51：1991-1999)；Fernandes等人 (2004)发现，在盐胁迫条件下，白花羽扇豆的N/A-Inv酶活性和葡萄糖消耗同时增 加了，推测这样可保障ATP和NAD(P)H的持续供给，是避免或修复盐渍伤害所必需 的(Fernandes FM，Arrabaca MC，Carbalho LMM.2004.Sucrose metabolism in Lupinus albus L.under salt stress.Biol Plant 48：317-319)；在桃树中，推测N/A-Inv的活性在控 制果实中的糖含量，以及果实生长发育中发挥重要作用(Nonis A，Ruperti B，Falchi R， Casatta E，Enferadi ST，Vizzotto G.2007.Differential expression and regulation of a neutral invertase encoding gene from peach(Prunus persica)：evidence for a role in fruit development.Physiologia Plantarum 129：436-446.)；Kim等人(2007)的研究显示， 在盐胁迫条件下，蔗糖降解产物可能通过一个复杂的代谢网络最终产生氨基酸和甘氨 酸甜菜碱，而这些物质是参与逆境胁迫(如缺水或冷胁迫)应答的高效植物细胞渗透 调节剂(Kim JK，Bamba T，Harada K，Fukusaki E，Kobayashi A.2007.Time-course metabolic profiling in Arabidopsis thaliana cell cultures after salt stress treatment.J.Exp. Bot.58：415-424)；Vargas等人(2007)的研究发现，由N/A-Inv催化的蔗糖降解可 能是植物为满足高能需求和合成化合物以应对不良环境所产生的一种普遍性应答机制 的早期反应(Vargas WA，Pontis HG，Salerno G.2007.Differential expression of alkaline and neutral invertases in response to environmental stresses：characterization of an alkaline isoform as a stress-response enzyme in wheat leaves.Planta 226：1535-1545)。