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淀粉的生物合成与降解代谢是一个多步骤的酶联催化过程，其中涉及到许多酶类，包括淀粉合（成）酶及淀粉磷酸化酶等。由于植物进化过程中发生的基因组和DNA片段的倍增以及染色体片段丢失事件，不同物种基因组中可能保留的淀粉合成各相关酶基因的亚型及数量各不相同。我们根据现有基因组数据克隆了两个新亚家族的淀粉合成相关酶基因:烟草（Nicotiana sylvestris）的淀粉合（成）酶类似基因(SS-like，命名为NsSSVI)和百脉根（Lotus japonicus）淀粉磷酸化酶类似基因（PHO-like，命名为LjPHOA），并首次在高等植物中研究了这两个基因的生物学功能。主要研究成果如下: 1、研究发现SSVI基因仅存在于部分双子叶植物中（如茄科、大戟科等），且与SSIV基因同源性最高。但在拟南芥突变体Atss4中超表达烟草（Nicotiana sylvestris）NsSSVI基因并不能互补Atss4的表型，提示NsSSVI基因的功能与AtSSIV功能并不相同。 2、百脉根中含有4个淀粉磷酸化酶基因，其中LjPHOA属于仅存在于部分双子叶植物中的一个新的淀粉磷酸化酶亚家族(PHOA亚家族)。百脉根的4个淀粉磷酸化酶基因，在各个组织中均有表达，但表达丰度不同。LjPHOA在百脉根叶片中表达量最高，并且其编码的蛋白被定位在叶绿体。在大肠杆菌中表达LjPHOA蛋白后，可溶性总蛋白的淀粉磷酸化酶活性上升，但是纯化后的LjPHOA蛋白未能检测到淀粉磷酸化酶活性。因此，LjPHOA蛋白的生化特性还有待迸一步研究。 3、在百脉根中超表达LjPHOA显著降低了植株大小，但花期变化并不显著。转基因株系叶片中淀粉含量显著下降，淀粉粒变小，可溶性总糖含量显著升高。转基因株系叶片淀粉含量的下降及可溶性总糖含量的增加不受氮素供应水平的影响。该研究结果表明LjPHOA可能在百脉根叶片中起到降低淀粉积累的作用。 4、超表达LjPHOA的转基因植株叶片中淀粉磷酸化酶活性显著升高，但是ADP-葡萄糖焦磷酸化酶活性显著下降。说明超表达LjPHOA的转基因株系叶片淀粉积累的减少可能与AGPase活性的下调和淀粉磷酸化酶活性的上调有关。 5、超表达LjPHOA的转基因植株根上的结瘤区间变短，结瘤数减少，花粉育性、花粉萌发率以及结实率下降。这种表型产生的原因可能是由于转基因植株叶片在暗期所能够提供的碳水化合物不足而导致。