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蔗糖是高等植物光合作用的主要产物,也是植物体内碳水化合物长距离运输与分配的主要形式。蔗糖在成熟叶片中合成以后,主要被运送到异养组织(库)中代谢利用或转化为贮藏物质。蔗糖还是植物体内重要的信号分子,调控许多基因的转录和翻译。同时,蔗糖还能调节细胞渗透压以及参与植物的抗逆性作用。蔗糖的合成、转运和分解主要由3种酶和一种蛋白参与,它们是分别是转化酶(Inv),蔗糖合成酶(SuSy),蔗糖磷酸合成酶(SPS)以及蔗糖转运蛋白(SUT)。其中Inv和SuSy主要负责蔗糖的水解,SPS是合成蔗糖的关键酶,而蔗糖从“源”到“库”的运输是由SUT来完成。蔗糖与淀粉的生物合成有着密切的关系,其分解产物是淀粉合成所需前体物质的来源。蔗糖合成酶是催化蔗糖到淀粉转化的关键酶,其催化蔗糖产生的UDPG在一系列酶的催化作用下转化成淀粉合成的直接前体物ADPG。除此之外,其它蔗糖代谢相关的基因也影响淀粉的生物合成。因此,蔗糖的合成、分解以及转运与淀粉合成紧密相关。我们以前的研究发现,一些糖类和激素调控玉米胚乳中淀粉合成关键基因的表达,而对于玉米中蔗糖代谢关键基因的表达调控研究较少。因此为了进一步明确蔗糖代谢与淀粉合成之间的关系,以及明确糖和激素对蔗糖代谢关键基因的表达调控与对淀粉合成关键基因的表达调控之间的关系。本实验以两个高淀粉自交系和两个低淀粉自交系为材料,测定授粉后不同天数穗位叶和籽粒中蔗糖含量以及蔗糖代谢关键基因的表达情况。以及以B73为材料,取授粉后10天的玉米籽粒胚乳,以不同的糖(蔗糖、葡萄糖和果糖)和激素(GA、IAA和ABA)处理胚乳,然后测定胚乳中蔗糖代谢关键基因的表达情况。研究结果发现：1.在高低淀粉自交系籽粒中,蔗糖含量呈单峰趋势,都在15DAP达到峰值。在整个灌浆过程中,高淀粉自交系籽粒中蔗糖含量低于低淀粉自交系籽粒中蔗糖含量,高低淀粉自交系籽粒中蔗糖的合成速率分别在15DAP和10-15DAP达到最大；2.Incw2和Incw3在穗位叶中不表达,只在籽粒中表达,高淀粉自交系籽粒中Incw2的表达量在10-15DAP达到最高,而低淀粉自交系中Incw2的表达量在10DAP达到最大。在高低淀粉自交系中,Incw3主要在5-15DAP表达,并且表达量都呈下降趋势,并且在5DAP,高淀粉自交系中Incw3的表达量低于在低淀粉自交系中的表达量,而其它时期没有明显的差异；3.Ivrl和Incw1主要在籽粒灌浆后期表达,并且在25-35DAP,高淀粉自交系中1vrl和1ncwl的表达量高于低淀粉自交系中的表达量,而其它时期的表达量没有明显区别；4.在高低淀粉自交系穗位叶和籽粒中,Incw4在高淀粉自交系中的表达量分别在10-35DAP和整个灌浆时期高于淀粉自交系,而在高低淀粉自交系的籽粒中,高淀粉自交系中ZmSPSl表达量分别在5-25DAP高于在低淀粉自交系中的表达量。5.糖和激素处理玉米胚乳的研究发现,蔗糖代谢关键基因不同程度地受到不同的糖或者激素的调控,ABA对多个基因具有调控作用(13/14)。并且发现蔗糖和ABA对基因表达调控的作用具有累加效应。通过和淀粉合成关键基因表达调控的比较,发现蔗糖和ABA对于淀粉合成关键基因和蔗糖代谢关键基因的表达调控有明显的异同。