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蔗糖合成酶(Sucrose synthase, EC2.4.1.13, SuSy)由Cardini等1955年在小麦(Triticum aestivum L.)胚芽中首次发现,至今已在45种植物中发现超过80个SUS基因。该酶为植物蔗糖代谢关键酶之一,可催化：蔗糖+UDPH果糖+UDPG的可逆反应。细胞中SuSy有两种存在形式,一种是与质膜相连的不可溶形式(P-SuSy),一种是存在于细胞质中的可溶形式(S-SuSy)。SuSy在植物的各组织中普遍存在,但其活性在库组织中尤其高。以往的研究认为：SuSy主要参与淀粉及纤维素的合成,影响库强,调节蔗糖代谢等,近些年的研究表明该酶在逆境胁迫,种子发育及生物固氮等方面也起着重要作用。SuSy由多基因家族编码,该家族至少包括两个基因,拟南芥(Arabidopsis thaliana)中SUS基因家族由六个基因组成：AtSUSl,AtSUS2, AtSUS3, AtSUS4, AtSUSS和AtSUS6。已有研究表明,多基因家族中某一基因的缺失可能会导致其他基因表达增强来进行补偿,AtSUS3在叶片失水、渗透胁迫及后熟的种子等各种脱水条件下均有表达,该基因的沉默是否影响AtSUS家族中其他基因表达,目前还不明确。为此我们构建了ENAi-SUS3干涉载体,转化野生型拟南芥,筛选获得纯系植株后,对转基因植株的表型进行环境扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察,同时对木质素含量、酶活性及糖含量等指标进行了检测,并对AtSUSl-AtSUS6以及糖代谢相关基因的表达量进行分析,其目的旨在了解AtSUS3基因干涉后对植株表型及该家族中其他基因表达的影响,以深入了解该基因家族的功能。本实验结果如下：1、本研究成功构建了RNAi-AtSUS3干涉载体,转化野生型拟南芥并获得纯系植株,经分子检测确定干涉片段已成功插入拟南芥中,AtSUS3基因在各转KNAi-AtSUS3拟南芥株系中的表达被抑制。2、转基因拟南芥的表型同野生型植株相比基本一致。说明AtSUS3基因被干涉后,在正常培养条件下对植株表型可能没有明显影响。3、转基因拟南芥的角果果瓣内果皮层细胞木质化程度较之野生型植株要高,且果瓣有显著增厚趋势；经透射电镜观察显示,转基因植株角果内果皮层细胞的次生细胞壁有增厚现象。4、开花后5天、10天和15天的角果中,SuSy、INV和SPS的活性在野生型及转基因植株中都是先升高,后降低。但在这三个阶段的转基因角果中,SuSy的活性都比野生型角果高。开花后5天时,转基因角果和野生型角果中INV的活性无明显差异,且此时转基因角果的蔗糖含量低于野生型角果,而果糖含量高于野生型角果,葡萄糖含量与野生型差异不大。而至开花后10天、15天时,转基因角果的INV活性低于野生型角果。5、转基因拟南芥的抽苔早于野生型植株,且优先完成抽苔；转基因植株的角果产率及成熟率均高于野生型植株。说明AtSUS3基因干涉后有助于转基因植株的发育和角果成熟。6、对拟南芥SUS基因家族的六个基因进行RT-PCR表达分析,结果显示AtSUSS在转基因拟南芥角果中的表达被抑制,而AtSUS1、AtSUS2、AtSUS4的表达较之野生型显著增加。Real-time PCR的结果与RT-PCR的结果一致。7、对糖代谢相关基因进行表达分析,结果发现开花后5天时,转基因植株的角果中AtCesA1、AtCesA7和AtCINV1的表达量较之野生型都有所增加；开花后15天时,转基因植株的角果中AtCesAl、AtCesA7的表达量比野生型高,而AtCINV, AtCwINV的表达量比野生型低。