钙依赖性蛋白激酶34在小麦籽粒淀粉合成的功能

doi:10.13304/j.nykjdb.2018.0173

中国农业科技导报 ›› 2019, Vol. 21 ›› Issue (2): 26-33.DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0173

钙依赖性蛋白激酶34在小麦籽粒淀粉合成的功能

徐梦军,高天,王鹏飞,李鸽子,康国章*

河南农业大学农学院, 国家小麦工程技术研究中心, 郑州 450002

收稿日期:2018-03-21 出版日期:2019-01-15 发布日期:2018-05-02
通讯作者: *通信作者：康国章，研究员，博士生导师，主要从事小麦淀粉合成生理与分子机制研究。E-mail：guozhangkang@henau.edu.cn
作者简介:徐梦军，硕士研究生，主要从事小麦分子生理研究。E-mail：mengjunxu920304@henau.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目（U1704110和31571575）；河南省科技创新人才计划项目（174100510002）；河南高校科技创新人才支持计划项目（15HASIT029）资助。

Function of Calcium Dependent Protein Kinase 34 in Grain Starch Synthesis of Wheat (Triticum aestivum L.)

XU Mengjun, GAO Tian, WANG Pengfei, LI Gezi, KANG Guozhang*

National Engineering Research Center for Wheat, Agronomy Institute, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China

Received:2018-03-21 Online:2019-01-15 Published:2018-05-02

摘要/Abstract

摘要： 钙依赖性蛋白激酶在调控植物发育与物质合成中发挥重要功能。为探讨一个钙依赖性蛋白激酶-TaCPK34在小麦淀粉合成中的功能，利用大麦条纹花叶病介导的基因沉默技术（barley stripe mosaic virus-virus induced gene-silencing, BSMV-VIGS）将该基因沉默，并在田间条件下测定灌浆期间沉默植株籽粒内TaCPK34基因的表达量及成熟籽粒的淀粉性状。结果表明，在花后15 d、20 d、26 d和30 d，BSMV-VIGS-TaCPK34沉默植株中TaCPK34基因表达量受到显著抑制（63.8%～97.8%）；BSMV-VIGS-TaCPK34沉默植株成熟籽粒淀粉含量、千粒重、粒长和粒宽均显著降低(降幅分别为6.0%、7.1%、4.4%和11.0%)；扫描电镜观察发现BSMV-VIGS-TaCPK34 沉默植株成熟籽粒内淀粉粒排列疏松且数量减少。这些研究结果表明TaCPK34在小麦籽粒灌浆期间对籽粒淀粉的合成有重要影响。

关键词: 小麦, 淀粉合成, 钙依赖性蛋白激酶, 大麦条纹花叶病介导的基因沉默

Abstract: Calcium-dependent protein kinases play important roles in regulating growth, development and biological synthesis in higher plants. In this study, the function of a wheat calcium-dependent protein kinase, TaCPK34, in regulating the starch synthesis was identified using the barley stripe mosaic virus-virus induced gene-silencing (BSMV-VIGS) technique under field conditions. Our data indicated that expression levels of TaCPK34 gene in BSMV-TaCPK34-infected wheat plants were significantly inhibited by 63.8%～97.8% compared to those in BSMV-GFP-infected wheat plants (negative control) at 15 d, 20 d, 26 d and 30 d after virus inoculation. Starch content, and grain weight, grain length and width in BSMV-TaCPK34-infected wheat plants were also decreased significantly. Scanning electron microscope observation showed that morphology and number of starch granules in grains of BSMV-TaCPK34-infected wheat plants became looser and fewer compared to those of BSMV-GFP-infected wheat plants. These suggested that TaCPK34 could function in regulating starch synthesis of wheat.

Key words: Triticum aestivum L., starch synthesis, calcium dependent protein kinase, BSMV-VIGS

徐梦军,高天,王鹏飞,李鸽子,康国章*. 钙依赖性蛋白激酶34在小麦籽粒淀粉合成的功能[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(2): 26-33.

XU Mengjun, GAO Tian, WANG Pengfei, LI Gezi, KANG Guozhang*. Function of Calcium Dependent Protein Kinase 34 in Grain Starch Synthesis of Wheat (Triticum aestivum L.)[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2019, 21(2): 26-33.

[1]	蒋赟, 张丽丽, 薛平, 王秀东. 我国小麦产业发展情况及国际经验借鉴[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(7): 1-10.
[2]	李俊杰, 杜蒲芳, 石婷瑞, 侯沛佳, 柴新宇, 赵瑞, 汪妤, 李红霞. 不同基因型小麦苗期耐低氮性评价及筛选[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(7): 21-32.
[3]	坚天才, 康建宏, 吴宏亮, 刘根红, 高娣, 马雪莹, 李鑫. 氮素缓解春小麦花后高温早衰的抗氧化特性研究[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(7): 33-44.
[4]	李媛媛1,陈博2,姚立蓉2,翟雪婷1,司二静2,汪军成2,马小乐2,孟亚雄2,王化俊2,李葆春1*,杨亮1. 283份小麦品种（系）萌发期耐盐碱性评价及种质筛选[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(3): 25-33.
[5]	郭佳晖, 白雄辉, 王爱东, 李瑞杰, 石晓鑫, 史勇峰, 李爱莲, 王西成, 王宏富, 郭杰. 黄淮北片冬麦区国家区试冬小麦品种抗寒性鉴定与评价[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(10): 25-34.
[6]	郑永兴,李鸽子,康国章. 小麦应对Cu2+胁迫的生理响应及ASA-GSH合成酶基因表达[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(1): 21-29.
[7]	周恺1,周彤1,丁峰2,丁大伟2,武威1,姚照胜1,刘涛1,霍中洋1,孙成明1*. 基于无人机图像的小麦主要生育时期LAI估算[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(1): 89-97.
[8]	史梦梦1，温思钰1，赵佳佳2，乔玲2，武棒棒2，郑兴卫1,2，郑军1,2. 小麦RCAR基因家族的鉴定、进化与逆境响应[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(8): 14-24.
[9]	安昭丽,蒋和平,杨东群*. 小麦生产标准化推广应用研究——以产粮大县河南省新乡县为例[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(7): 1-9.
[10]	刘丽华§,刘阳娜§,张明明,李宏博,庞斌双,赵昌平. 我国75份小麦品种SNP和SSR指纹图谱构建与比较分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(5): 15-23.
[11]	张胜男1,聂兆君1,赵鹏1,李金峰1,李永革2,刘红恩1,秦晓明1,秦世玉1. 磷硫配施对冬小麦硒吸收及转运的影响[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(5): 137-144.
[12]	尹焕丽1，岳艳军2，常凤1，王海标1，苗玉红1，王宜伦1*. 新型尿素对冬小麦产量及氮素吸收利用的影响[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(5): 145-152.
[13]	韩晓潮1，明艳芳1*，姬忠林2，王凯1. 基于最大熵模型小麦黄花叶病在黄淮海地区的适生性分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(4): 111-119.
[14]	刘鹏，韦杰1，杨毅清1，张娜1，温晓蕾1,2，范学锋1，杨文香1，刘大群1. 小麦类钙调素新亚型基因TaCML25/26调控抗叶锈性[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(4): 120-128.
[15]	李刚强1，王楠1，李永斌2，李云龙2，王克功3，王睿3，贺建元3，刘德虎1，张丽霞4，王琦5，陈三凤2*. 两种固氮芽孢杆菌菌剂在小麦—玉米轮作区大田试验效果评价[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(4): 147-152.

钙依赖性蛋白激酶34在小麦籽粒淀粉合成的功能

Function of Calcium Dependent Protein Kinase 34 in Grain Starch Synthesis of Wheat (Triticum aestivum L.)

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