干擾水稻PULL和ISA3基因的表達(dá)對稻米品質(zhì)影響的研究.pdf

1、淀粉是稻米胚乳的主要成分，在一定程度上決定了稻米的品質(zhì)，淀粉合成是通過多種酶協(xié)同催化完成，其中淀粉去分支酶(Starch debranching enzyme，DBE)對淀粉最終結(jié)構(gòu)的形成起著非常重要的作用，因此，對DBE的深入研究有助于解釋淀粉生物合成機理。淀粉去分支酶包括普魯蘭酶(PULL)和異淀粉酶(ISA)，異淀粉酶又包括ISA1、ISA2、ISA3三種同工型。本研究利用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)將PULL基因RNA干擾結(jié)構(gòu)和I

2、SA3基因RNA干擾結(jié)構(gòu)導(dǎo)入受體品種日本晴中，且從2類干擾材料的雜交后代中通過PCR篩選到不同轉(zhuǎn)化子來源的雙基因干擾純系。本實驗中所用到的材料有的PULL和ISA3雙干擾株系（PULL/ISA3-RNAi）四個，PULL干擾株系(P ULL-RNAi)4個，ISA3干擾株系（ISA3-RNAi）3個和一個未轉(zhuǎn)化對照。對獲得的雙干擾純系和其親本，以及未轉(zhuǎn)化對照進(jìn)行表達(dá)量分析，并測定稻米淀粉的理化特性和結(jié)構(gòu)特性，以研究PULL、ISA3基因

3、對稻米品質(zhì)的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)對雙干擾材料及相關(guān)親本水稻胚乳總RNA的Real-time PCR分析結(jié)果表明，單基因干擾材料中，PULL或ISA3基因的表達(dá)量不同程度的降低，且達(dá)到極顯著水平。雙基因干擾材料中PULL和ISA3的表達(dá)量與其對應(yīng)的單基因干擾親本材料相比無顯著性差異。表明RNAi結(jié)構(gòu)均已經(jīng)發(fā)揮了作用，成功的抑制了相關(guān)基因的表達(dá)。
　　(2)理化分析表明P ULL/ISA3-RNAi，PULL-R

4、NAi和ISA3-RNAi材料的染色范圍和染色程度無明顯的差別。轉(zhuǎn)基因植株胚乳總淀粉含量、直鏈淀粉含量和可溶性總糖含量和未轉(zhuǎn)化對照無明顯差異，表明PULL或ISA3基因的低表達(dá)沒有改變胚乳中淀粉分布和植物糖原分布。
　　(3)對轉(zhuǎn)基因材料的稻米淀粉RVA測定和DSC測定結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)基因材料RVA和DSC的特征值與對照相比沒有達(dá)到顯著性差異。
　　(4)對轉(zhuǎn)基因材料的稻米淀粉進(jìn)行X-射線衍射和紅外光譜全反射分析，結(jié)果表明P U

5、LL/ISA3-RNAi,PULL-RNAi和ISA3-RNAi材料淀粉粒的晶型和結(jié)晶度無明顯變化。
　　(5)轉(zhuǎn)基因株系稻米淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)分析表明，P ULL-RNAi和ISA3-RNAi株系中10≤DP≤20的淀粉鏈較未轉(zhuǎn)化對照略微減少，大部分PULL/ISA3-RNAi材料胚乳中支鏈淀粉中10≤DP≤35的淀粉鏈均比單基因干擾材料含量高，說明PULL，ISA3都影響了支鏈淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu)。
　　(6)對轉(zhuǎn)基因水稻農(nóng)藝性狀調(diào)