异源表达番茄蔗糖磷酸合成酶基因SlSPS促进拟南芥株型增大研究

刘雅慧，朱龙英，杨学东，朱为民，张 辉，张迎迎

（上海市农业科学院 园艺研究所/上海市设施园艺技术重点实验室，上海 201403）

番茄（Solanum lycopersicum）是世界范围内广泛种植的重要的蔬菜作物和模式植物，具有重要的营养价值和经济价值［1］。糖度是影响番茄品质性状的主要因子，也是影响其风味品质的重要因素［2］，番茄重要性状基因已成为目前的研究热点之一。

蔗糖作为植物光合作用的主要产物，是植物生长、发育及防护的主要碳资源。高等植物中，蔗糖的合成受多种酶控制，其中包括蔗糖磷酸合成酶（Sucrose Phosphate Synthase, SPS），它以尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）为供体，催化6-磷酸果糖合成6- 磷酸蔗糖；6- 磷酸蔗糖再在蔗糖磷酸化酶（Sucrose Phosphate Phosphatase, SPP）的催化下水解脱磷酸形成蔗糖。该反应中的SPS 是植物体内控制蔗糖合成的限速酶［3］，SPS 参与植物产量和品质的形成，其活性直接反应了植物体内蔗糖合成的能力［4］。在柑橘、甘蔗、玉米和荔枝中已证实，植物体内蔗糖的积累与SPS 的活性呈正相关［5-8］。最初，认为SPS 是以单基因形式存在于植物体内，随着研究的深入，发现高等植物中存在多个SPS 同工酶，而且属于不同的家族，单子叶植物中含4 个SPS 家族，双子叶植物中含有3 个SPS 家族，由此暗示着不同的SPS 在植物中的功能产生了分工与合作［4, 9-11］。

研究发现，植物内不同的SPS 家族基因的表达特性不同，所发挥的功能也存在着共性和差异性。反义表达CmSPS1的转基因甜瓜蔗糖含量下降、果实变小［12］；转菠菜SPS基因的棉花表现出更高的蔗糖/淀粉比率，棉花纤维细胞次生壁增厚，品质提高［13］；……