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玉米是主要的粮食、饲料作物和工业原料,在世界和我国农业生产上均具有重要的作用。而淀粉是其籽粒的重要组成成分,是人类主要的粮食来源。目前国内外学者已对水稻、小麦淀粉的生物合成机理进行了大量工作,但对于玉米淀粉的研究却相对较少。随着淀粉合成过程中相关酶基因的克隆,人们越来越多地利用基因工程改良淀粉含量和品质,希望通过基因工程手段进一步阐明淀粉的生物合成过程,并调节淀粉生物合成过程中特定酶的含量和活性从而达到提高淀粉含量以及改造淀粉品质的目的。虽然目前已经有一些报道个别淀粉合成酶的研究,但是还没有对淀粉合成酶基因家族完整的时空表达研究。为了阐明玉米淀粉合成酶基因家族各个同型体基因的表达部位和时间,我们从NCBI搜索并获得272个玉米淀粉合成酶基因序列,通过多序列同源比对,同时结合淀粉合成酶的基因的保守位点分析,得到了8个不同的玉米淀粉合成酶基因序列,再将这8个序列分别与水稻、小麦的淀粉合成酶基因序列进行比对。确定了玉米淀粉合成酶的8个同型体基因。然后根据这8个酶氨基酸序列的同源性将其分为SSⅠ、SSⅡ、SSⅢ、SSⅣ、SSⅤ以及GBSSⅠ。然后以玉米优良自交系18-599为材料,分别提取不同时期的籽粒、叶片、叶脉和根的总RNA。并设计特异引物,通过实时荧光定量PCR,分析这8个基因的表达部位和表达时期。结果显示:根据各淀粉合成酶基因表达的时期可将其分为三组:(1)灌浆早期表达的基因SSⅢa;(2)灌浆晚期表达的基因SSⅡa、SSⅡc、SSⅢb、SSⅤ、GBSSⅠ;(3)灌浆期恒定表达的基因SSⅠ、SSⅣ。根据表达部位的不同将其可分为籽粒特异性表达的基因:SSⅡa、SSⅢa、GBSSⅠ;以及叶片和籽粒均表达的基因:SSⅠ、SSⅢb、SSⅣ、SSⅡc、SSⅢb。根据在相同时期、相同部位各基因间相对表达量的比较得出:(1)淀粉合成酶基因在授粉后籽粒中的表达量随时间的推移整体呈上升趋势;(2)在各个部位的相对表达量呈现相似规律即叶片＞叶脉＞根的模式;(3)淀粉合成酶基因在根、叶脉、叶中的表达差异较大,主要表达的基因有SSⅠ、SSⅡc、SSⅢb、SSⅤ。