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蔗糖是绿色植物光合作用的最终产物之一,也是绝大多数高等植物体内光合产物运输与分配的主要形式。植株源器官中合成的蔗糖,除了少量被用于满足自身生长发育的需求外,大部分装载到韧皮部的筛管伴胞复合体(sieve element companion cell complex,SECCC)中,经长距离运输而转运和分配到根、茎、嫩叶、花、果实或种子等库器官。蔗糖在植株体中定向运输和分配的方式不仅调控植物的整个生长和发育进程(包括相关的生理过程、生化代谢途径和基因表达等),同时,也决定了作物经济器官的产量和品质。在蔗糖从“源”到“库”的转运过程中,蔗糖载体蛋白(sucrose transporter,SUT)起至关重要的调节作用。蔗糖转运蛋白(sucrose transporters,SUT)是一类介导细胞跨膜转运蔗糖的膜蛋白,广泛存在于高等植物的组织和细胞中,在调节同化产物的分配过程中起重要作用。这是一类典型的膜结合蛋白分子,能够利用细胞内、外H离子浓度梯度,对蔗糖分子进行跨膜转运。目前在拟南芥中已克隆出9个蔗糖转运蛋白家族成员,其中AtSUC4蛋白属低亲和力高转运能力蛋白,但目前对其功能和定位的研究较少。有研究表明,拟南芥细胞色素b5蛋白AtCYB5-A/2和蔗糖转运蛋白AtSUC4间存在互作关系,这可能是细胞碳素和能量代谢整个调节过程中的重要环节之一。所以,分离、鉴定拟南芥中的蔗糖载体蛋白AtSUC4和细胞色素b5蛋白AtCYBS-A/2,并对其亚细胞定位、功能互作等进行深入研究,不仅有利于揭示蔗糖在植物体内转运过程,还可以为提高高等植物体内蔗糖含量,从而改良作物产量和品质提供参考。为了分析拟南芥蔗糖转运蛋白基因AtSUC4和拟南芥细胞色素b5蛋白基因AtCyb5-A/2的功能和协同作用,本实验以col-0野生型拟南芥为实验材料,首先提取了拟南芥的DNA和总RNA,并将其反转录为cDNA。然后,以cDNA和DNA为模板,通过PCR,分别克隆出1.5kb、2.4kb、0.402kb、0.709kb的AtSUC4和AtCyb5-A/2基因的全长cDNA序列和基因组序列,并连接到了T载体上,后以构建的T-载体为模板扩增出相应基因的全长cDNA序列和基因组序列,并将其构建到了4个植物超表达载体pBI-hyg-d35S-UTR-HBHl-AtCyb5-A/2(gDNA)、pBI-hyg-d35S-UTR-HBHl-AtSUC4(gDNA)、MpBI-hyg-d35S-iUTRb-newgHBHI-AtCyb5-A/2(cDNA)、MpBI-hyg-d35S-iUTRb-newgHBHI-AtSUC4(cDNA)、4个绿色荧光蛋白GFP融合载体pBI-hyg-d35s-UTR-EGY2-EGFP-AtCyb5-A/2(cDNA)、pBI-hyg-d35s-UTR-EGY2-EGFP-AtCyb5-A/2(gDNA)、pBI-hyg-d35s-UTR-EGY2-EGFP-AtSUC4(gDNA)、pBI-hyg-d35s-UTR-EGY2-EGFP-AtSUC4(cDNA)和一个瞬时表达分析载体p35S-eGFP-AtSUC4(cDNA)中,经过酶切和PCR鉴定,电泳结果显示两目的基因均正确插入预设酶切位点处。并将经上海生工测序证实正确的阳性克隆通过冻融法导入到了根癌农杆菌LBA4404中,PCR扩增结果表明所构建的植物超表达载体和GFP融合载体己导入农杆菌。最后,将已转入构建有AtSUC4基因和AtCyb5-A/2基因的GFP融合载体的农杆菌利用真空花浸沾法将质粒转入到了col-O野生型拟南芥中,并收集得到了F1代转基因种子;将构建有AtSUC4基因的GFP融合瞬时表达载体利用基因枪技术导入到了洋葱表皮细胞中,通过荧光检测显示,AtSUC4蛋白定位于细胞膜上。