【摘 要】
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谷子（Setaria italica（L.）P.Beauv）是重要的杂粮作物之一,在我国拥有悠久的栽培历史和丰富的种质资源。其籽粒脱壳后称为“小米”,小米作为北方人民的喜爱的食物之一,食用和营养保健价值都非常高。当前,谷子已成为一个C4模式植物,引起全球科学家及学者极大的关注。叶酸（Folates）在人类营养和健康方面具有重要作用,人体自身不能合成,需依赖于日常饮食摄入。大量研究表明自然条件下,植
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2018YFD10007052）； 山西省基础研究项目应用青年基金项目（201901D211357）； 山西省高等学校科学研究优秀成果培育项目（2019KJ020）；
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谷子（Setaria italica（L.）P.Beauv）是重要的杂粮作物之一,在我国拥有悠久的栽培历史和丰富的种质资源。其籽粒脱壳后称为“小米”,小米作为北方人民的喜爱的食物之一,食用和营养保健价值都非常高。当前,谷子已成为一个C4模式植物,引起全球科学家及学者极大的关注。叶酸（Folates）在人类营养和健康方面具有重要作用,人体自身不能合成,需依赖于日常饮食摄入。大量研究表明自然条件下,植物天然叶酸不稳定,p H和温度等因素的改变都会导致其降解。本研究通过基因表达模式分析、酵母异源表达和遗传转化方法解析SiFBP结合叶酸的功能。主要结果如下:1.谷子基因组中仅存在一个SiFBP基因,核酸序列长度为885 bp,蛋白质质量为32 k Da,等电点为9.12,不稳定系数52.16以及总平均亲水-0.122,推测为不稳定的亲水性蛋白。2.SiFBP启动子序列中除了基本元件外,还存在与逆境相关（脱落酸响应元件、赤霉素应答元件）、光响应相关的顺式作用元件等,以及与分生组织表达、根系特异表达调控元件有关的顺式作用元件。3.对SiFBP表达模式进行分析,发现苗期SiFBP基因的相对表达量最高的为根部,依次是叶片和茎杆;SiFBP基因在穗部发育S1～S5各时期的组织中相对表达量均较高。构建SiFBPpro::GUS/Col-0转基因株系,GUS染色结果显示SiFBP表达于根部、发育中的种子。通过烟草瞬时转化技术,进行亚细胞定位,发现该蛋白定位于细胞质。4.利用分析对接技术,预测SiFBP具有结合叶酸（Folic acid,FA）、四氢叶酸（Tetrahydrofolate,THF）和5-甲基-四氢叶酸（5-methylte-THF,5-MTHF）的潜力。构建酵母异源表达载体,诱导SiFBP蛋白表达,证实SiFBP能够结合THF等衍生物。5.在拟南芥中过表达SiFBP,分析该蛋白结合叶酸的能力。对转基因植株进行叶酸测定,结果表明过表达株系的THF含量明显增加。6.对转SiFBP基因拟南芥进行代谢组和转录组联合分析,推测SiFBP的过表达在氨基酸生物合成、氨基酸代谢类黄酮生物合成、苯丙素生物合成具有重要作用。
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