[发明专利]利用蔗糖合酶提高水稻茎秆抗倒伏能力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及转蔗糖合酶水稻的分子生物学技术，尤其涉及一种利用蔗糖合酶提高水稻抗倒伏能力的方法。

背景技术

蔗糖合酶(sucrose synthase，EC 2.4.1.13，SUS)是一种糖基转移酶，催化可逆的反应：一般认为，它在植物体内主要起到蔗糖分解的作用[1,2](Tsai et al.,1970；Su and Preiss,1978)。单子叶模式物种水稻的蔗糖合酶基因家族有6个同源基因，分别命名为OsSUS1-6。大量研究表明SUS参与纤维素和淀粉的合成。如棉花中SUS突变或被抑制，棉花胚珠表皮纤维起始基本被抑制，棉纤维细胞延伸和种子发育受到影响，最终产生少纤维的棉花种子[3,4](Ruan et al.,1998,2003)。在棉花中超表达SUS基因，使棉纤维长度增加，纤维产量增加[5,6](Xu et al.,2012；Jiang et al.,2012)。在木本植物杨树中，超表达棉花SUS基因同样增加纤维素含量和次生细胞壁厚度[7](Coleman et al.,2009)。玉米SUS突变导致胚乳中淀粉含量显著降低，籽粒皱缩、干瘪[8](Chourey and Nelson,1976)。在玉米中转入马铃薯的蔗糖合酶基因StSUS4，转基因玉米的种子中含量增加[9](Li et al.,2013)。对马铃薯SUS基因进行RNA抑制后，块茎中的的SUS活性降低，淀粉含量降低[10](Zrenner et al.,1995)。但迄今为止，尚无蔗糖合酶对提高植物抗倒伏能力的报道。

参考文献：

1.Tsai CY,Salamini F,Nelson OE.Enzymes of carbohydrate metabolism in the developing endosperm of maize.Plant Physiol,1970,46:299-306.

2.Su JC,Preiss J.Purification and properties of sucrose synthase from maize kernels.Plant Physiol,1978,61:389-393.

3.Ruan YL,Chourey PS.A fiberless seed mutation in cotton is associated with lack of fiber cell initiation in ovule epidermis and alterations in sucrose synthase expression and carbon partitioning in developing seeds.Plant Physiol,1998,118:399-406.

4.Ruan YL.Suppression of sucrose synthase gene expression represses cotton fiber cell initiation,elongation,and seed development.Plant Cell,2003,15:952-964.

5.Xu SM,Brill E,Llewellyn DJ,Furbank RT,Ruan YL.Overexpression of a potato sucrose synthase gene in cotton accelerates leaf expansion,reduces seed abortion,and enhances fiber production.Mol Plant,2012,5:430-441.

6.Jiang Y,Guo W,Zhu H,Ruan YL,Zhang T.Overexpression of GhSusA1 increases plant biomass and improves cotton fiber yield and quality.Plant Biotechnol J,2012,10:301-312.

7.Coleman HD,Yan J,Mansfield SD.Sucrose synthase affects carbon partitioning to increase cellulose production and altered cell wall ultrastructure.Proc Natl Acad Sci USA,2009,106:13118-13123.