马铃薯HXK 基因家族鉴定及表达特征分析

王 言,何 雷,刘涛涛,王 玺,韩 佳,杨宏羽

(甘肃农业大学 园艺学院,兰州 730070)

己糖(hexose)是含有6个碳原子的单糖,又称为六碳糖。己糖是呼吸代谢的主要底物,能够作为信号分子调节多种基因的表达[1],植物体内最常见的己糖是葡萄糖,其次是果糖和半乳糖。植物己糖激酶是双功能酶,具有磷酸化己糖和介导糖信号的关键性作用[2]。己糖激酶具有催化己糖磷酸化和感知糖信号的功能[3-5]。在糖代谢过程中,HXK 在糖酵解第一阶段[6]发挥关键作用,在辅助因子镁离子(Mg2+)或锰离子(Mn2+)的协同下,催化ATP并将磷酸基团转移至各种六碳糖上去,从而生成磷酸化六碳糖并继续下一步反应,因此,HXK 能够调控糖酵解的发生;在信号传导过程中,HXK 作为机体内重要的糖传感蛋白[7],对糖信号的感知和传递有关键作用。HXK1介导的控制幼苗发育的葡萄糖信号转导涉及ABA 的增加,并诱导ABA 合成和ABA 信号转导基因的表达[8]。已有研究表明,HXK 参与植物保卫细胞的糖感知,介导气孔关闭,从而协调光合作用与蒸腾作用[9],这与Dai等[10]研究发现HXK具有调节光合作用以及调控植株生长发育和衰老的结论一致。此外,HXK 在淀粉的合成过程中起着关键的调节作用[11],磷酸化的己糖能在AGPase的催化下与ATP 进一步反应生成ADPG[12],而ADPG 则作为前体物质参与淀粉的合成[13],可能对水稻、玉米、马铃薯等淀粉类农作物的产量形成起关键作用。由此可见,己糖激酶与植物体内糖代谢和贮存密切相关,影响逆境胁迫过程中植物的生理和生长。

目前……