植物糖代谢能将核酸代谢、脂类代谢、蛋白质代谢和次生物质代谢等代谢途径联系在一起,是整个植物体的代谢中心,其复杂的代谢过程贯穿植物生长发育的全过程。马铃薯糖代谢相关酶及其编码基因在淀粉-蔗糖代谢通路中发挥重要作用。其中,液泡转化酶(VINV)不仅与糖的代谢和转运有关,还与植物生长发育相关。VINV酶产生必要的蔗糖浓度梯度,有利于韧皮部的装载和卸载,其将蔗糖水解成葡萄糖和果糖,大大提高了细胞的渗透压,从而为细胞伸长提供驱动力。本研究是在实验室前期发现马铃薯液泡转化酶基因(WInv)的第二个内含子具有低温诱导型增强子功能的基础上,进一步分析该增强子序列变异对VInv基因表达水平的影响,并研究低温胁迫下糖代谢相关酶基因表达量之间的相关性,探讨该低温诱导型增强子与马铃薯糖代谢的关系,为马铃薯低温胁迫耐性的分子机理研究奠定基础。主要研究结果如下:1.采用PCR同源克隆策略在38份不同倍性(二倍体、四倍体、六倍体)的马铃薯种质资源材料中对VInv基因的第二个内含子进行克隆与测序,统计分析等位基因的克隆数分布及类别。结果表明,31个二倍体材料中,有2个材料仅含有一类等位基因,其它29个材料均含有两类等位基因(a、b);3个四倍体材料均含有三类等位基因(a、b、c):4个六倍体材料中,有1个材料含有三类等位基因(a、b、c),其余3个材料均含有四类等位基因(a、b、c、d)。2.对38个马铃薯种质资源材料及2个二倍体对照材料(RC-7和RH)VInv基因内含子的等位基因序列进行生物信息学分析。多序列比对分析结果表明,材料C9与阴性对照材料RC-7内含子序列相似性较高,而其它37个种质资源材料与阳性对照材料RH内含子序列相似性较高。进化树图谱分析结果显示,二倍体种质资源材料C9与阴性对照材料RC-7内含子亲缘关系较近,而其它37个种质资源材料与阳性对照材料RH内含子亲缘关系较近。3.在从31个二倍体种质资源材料中随机选取的9个野生材料及2个二倍体对照材料RC-7和RH中,检测糖代谢相关酶基因在低温胁迫下的相对表达量,结果发现,VInv和AGPase这两个与蔗糖水解、淀粉合成相关的酶基因在地上茎组织中正常表达,且整体表达水平较高,而SPS和SuSy这两个与蔗糖合成或分解相关的酶基因整体表达量很低,几乎处于沉默状态。相关性分析发现只有VInv和AGPase基因相对表达量之间存在直线正相关(r=0.623,p<0.001),表明低温胁迫条件下这两个酶基因在地上茎组织中共表达。对这11个材料增强子等位基因序列进行多序列比对及进化树图谱分析,结果表明,阴性对照材料RC-7与其它10个材料(包括阳性对照材料RH)增强子等位基因间共有9个差异位点,且材料RC-7与其它10个材料增强子亲缘关系较远,结合VInv基因在所有材料中的表达模式,推测该增强子的序列变异影响了VInv基因的表达,可在低温胁迫条件下对马铃薯糖代谢起调控作用。