糖苷生物碱(Steroidal glycoalklaloids,SGAs)是茄科和百合科植物中普遍存在的一种有毒的次生代谢产物,在医药上具有广泛的药理活性,可增强植物的抗逆性,在马铃薯植株中可起到防病抗虫的作用。糖苷生物碱的含量是由遗传因素和环境因素共同决定的。茄啶:糖基转移酶(SGTs)是糖苷生物碱合成代谢途径中的末端关键酶,包括三个基因:茄啶半乳糖基转移酶(Sgt1)、茄啶葡萄糖基转移酶(Sgt2)、茄碱鼠李糖转移酶(Sgt3)。研究其基因结构及其编码的蛋白性质,以及其在马铃薯植株中不同部位的表达差异,有助于我们更进一步了解糖苷生物碱的合成代谢途径的分子机制,对调控马铃薯糖苷生物碱的合成代谢提供理论依据。本试验主要研究结果如下:1.通过对2个供试材料块茎发芽过程中薯皮、薯肉和芽眼处糖苷生物碱含量的动态测定,结果表明:品种间糖苷生物碱含量差异显著,同一品种不同部位、时间的糖苷生物碱含量差异均达到极显著:两个品种都是芽眼处糖苷生物碱含量最高,薯皮次之,薯肉中糖苷生物碱含量最低。就整体水平而言,N9-49中糖苷生物碱的含量高于秦芋30的。说明块茎发芽过程中糖苷生物碱含量与遗传组成有关。2.通过对2个供试材料生长过程中,植株的茎尖、茎段和叶中糖苷生物碱含量的动态测定,结果表明:不同品种、不同部位、不同时间的糖苷生物碱含量差异均达到极显著,两个品种都是茎尖处糖苷生物碱含量最高,叶和茎段中糖苷生物碱含量相差不大。就整体水平而言,N9-49中糖苷生物碱的含量高于秦芋30的。说明生长过程中糖苷生物碱含量与遗传组成有关。3.通过对2个供试材料SGTs基因的克隆分析,结果表明:克隆的基因Sgt1、Sgt2和Sgt3三个基因序列与报道的参考序列的一致性均达到了 99%以上,且氨基酸序列与参考序列的氨基酸序列的一致性达到了 98.5%以上。三级结构预测表明,本试验克隆的基因与参考基因的蛋白三维结构大致相同。4.通过对2个供试材料在生长过程中,植株的不同部位的Sgt3基因的定量分析,结果表明:不同品种、不同部位、不同时间的Sgt3表达量的差异均达到极显著。两个品种茎尖中的Sgt3的表达量都是最高的,叶中的表达量次之,茎段中的表达量最低。就整体水平而言,N9-49植株中Sgt3的表达量高于秦芋30;结合糖苷生物碱含量的分析可以得出,在植株生长过程中,Sgt3对于糖苷生物碱的合成有重要作用,糖苷生物碱含量与Sgt3表达量均与遗传因素有关。5.由1和2可知,N9-49在块茎发芽过程中和植株生长过程中,其糖苷生物碱含量都高于秦芋30,对于块茎低糖苷生物碱植株高糖苷生物碱的马铃薯品种的育种工作均不是理想的材料。育种是一项很复杂的工作,需要常规育种、诱变育种和生物技术育种相结合,利用多种育种手段,进行广泛的材料筛选,本试验为马铃薯针对糖苷生物碱的育种工作奠定了基础。6.有3和4可知,通过对马铃薯糖苷生物碱合成代谢途径中的末端关键酶基因Sgt1、Sgt2和Sgt3的克隆分析,三个基因与各自的参考序列比对,其同源性高,所编码蛋白的三维结构无明显差异。在生长过程中,不同品种中的Sgt3的表达量和糖苷生物碱喊含量不同,说明含量和基因的表达均与马铃薯品种的遗传组成相关。同一品种不同部位的糖苷生物碱含量与Sgt3表达量的表达量相关性不显著,表明含量的累积不仅与Sgt3的表达有关,还与Sgt1和Sgt2相关,三者共同调控糖苷生物碱的合成代谢。