[发明专利]马铃薯StMADS10基因在抗低温糖化中的应用

说明书

本发明提供了马铃薯StMADS10基因及其在抗低温糖化中的应用，通过马铃薯基因组数据库中公布的序列，以低温糖化抗性基因型马铃薯10908‑06在4℃贮藏15天后的块茎cDNA为模板，克隆了StMADS10基因，并构建超量表达载体，遗传转化鄂马铃薯3号进行转基因功能验证，发现超量表达StMADS10基因能够提高其抗低温糖化的能力。

技术领域

本发明属于分子遗传育种领域，具体涉及的是马铃薯StMADS10基因及其在抗低温糖化中的应用。

背景技术

马铃薯(Solanum tuberosum L.)作为最重要的非禾本科作物，全球现有约158个国家和地区种植马铃薯，分布区域仅次于玉米，是第二个分布最广泛的农作物。具有增值作用的马铃薯加工产品在全球马铃薯消费中正逐渐占据重要的地位，在发达国家，用于加工的马铃薯比例平均在40％以上。在马铃薯油炸加工业中，为了延长加工周期，预防马铃薯块茎发芽、失水皱缩和病害传播，通常贮藏在10℃以下。但是低温会加速淀粉裂解转化为还原糖(葡萄糖和果糖)，即低温糖化。在高温油炸加工期间，块茎中的还原糖和游离的氨基酸发生Maillard反应，产生对人体有害的致癌物质丙烯酰胺(Tareke et al.,2002；Shepherdet al.,2010)。有研究显示丙烯酰胺的形成与还原糖的含量显著相关(Amrein et al2003)，并且薯片中丙烯酰胺的含量与油炸色泽呈显著正相关(Pedreschi et al 2005)，丙烯酰胺积累的越多，薯片油炸色泽越深。

这是油炸加工业长期以来面临的一大难题。因此减少还原糖的含量是改良马铃薯加工品质的一个有效途径。

低温糖化代谢途径中的最后一步是蔗糖被酸性转化酶分解为还原糖。低温贮藏下的块茎中酸性转化酶活性明显提高，导致还原糖迅速积累，其活性决定了还原糖积累程度，该酶被认为是调节低温糖化的关键酶(Menendez et al.,2002；McKenzie et al.,2005)。研究表明块茎低温诱导表达的酸性转化酶StvacINV1是调节低温糖化的关键基因。同时，在马铃薯不同基因型材料中，StvacINV1的转录表达与其活性并不完全一致，暗示转化酶活性的调节除了发生在转录水平外，可能还有其它的调节方式(Liu et al.,2011)。另外发现转化酶抑制子StInvInh2特异的与StvacINV1互作并能抑制其活性，是调节StvacINV1活性的重要方式。进一步通过遗传转化实验表明，抗低温糖化马铃薯块茎低温诱导表达StInvInh2是抑制StvacINV1活性升高的主要原因，并且StInvInh2的转录水平决定了StvacINV1活性大小(Liu et al.，2010；2013)。因此调节StInvInh2的转录在低温糖化过程中起重要作用，研究其调节机制具有重要的理论和现实意义。

现有技术存在的问题：根据转录组测序数据及共表达实验筛选出StMADS10转录因子，目前，关于StMADS10在马铃薯块茎低温糖化代谢过程中的作用并无相关文献报道。

主要参考文献

[1]Amrein TM,Bachmann S,Noti A,Biedermann M,Barbosa MF,Biedermann-Brem S,Grob K,Keiser A,Realini P,Escher F.Potential of acrylamide formation,sugars,and free asparagine in potatoes:a comparison of cultivars and farmingsystems.J Agric Food Chem,2003,51:5556-5560

[2]Pedreschi F,Moyano P,Kaack K,Granby K.Color changes and acrylamideformation in fried potato slices.Food Res Int,2005,38:1-9