四個云南軟米水稻品種低值鏈淀粉含量形成機制研究.pdf

1、本研究選用四個云南軟米品種毫屁、毫皮、毫木細和毫安悶，探索其低直鏈淀粉含量形成機制，試圖為優(yōu)質軟米分子育種提供理論依據。主要研究結果如下： 1．根據水稻全基因組序列信息設計引物，利用overlapping PCR方法，并對PCR產物直接測序，獲得毫屁Wx約7kb的基因組序列，序列分析結果為：啟動子具有Wx<'a>啟動子的特點，即第一內含子5’端剪接位點為AG/GT，可以被充分剪接，且該位點上游(CT)<,n>處有10個簡單重復，

2、與稻米的高直鏈淀粉含量高度相關；編碼區(qū)在第四外顯子(+497個)處存在一個單堿基突變(堿基A突變?yōu)镚)，編碼子由GAC突變?yōu)镚GC，導致了天門冬氨酸突變?yōu)楦拾彼?。與前人研究相比，毫屁中控制低直鏈淀粉含量的基因是一個新Wx復等位基因，命名為WX<'hp>。 根據第四外顯子的單核苷酸突變位點設計dCAPs標記，利用該標記檢測另外三個云南軟米，毫皮、毫木細和毫安悶。這些品種的Wx基因在該位點的基因型和Wx<'hp>相同。利用和毫屁相同

3、的方法獲得這些品種的Wx基因組序列，其Wx基因也都在第四外顯子處存在一個單核苷酸突變，驗證了dCAPs標記檢測結果。 2．分別提取毫屁、日本晴和南京11抽穗14天胚乳GBSSI進行SDS-PAGE分析。日本晴胚乳GBSSI積累量明顯低于南京11胚乳GBSSI積累量，這與前人研究結果一致。另外，毫屁胚乳中GBSSI積累量和酶活性都顯著低于日本晴，表明毫屁胚乳中積累較少GBSSI蛋白，并伴隨著GBSSI活性減弱。 3．分別提

4、取毫屁、日本晴和南京11抽穗14天胚乳RNA，用兩對引物primerRT-1和primerRT-2作半定量RT-PCR。毫屁、日本晴和南京11胚乳中Wx基因表達的前體mRNA量相同，其中Wx<'hp>基因的轉錄本只形成一種2.3kb的成熟mRNA，表明其具有Wx<'a>啟動子功能的特點。 另外，利用帶有質粒p1301：：WX<'hp>和p1301：：Wx<'b>的農桿菌轉化水稻愈傷，潮霉素篩選一個月后獲得抗性愈傷，分別檢測GUS

5、活性。Wx<'hp>啟動子驅動的GUS活性顯著高于WX<'b>基因啟動子驅動的GUS活性，表明Wx<'hp>啟動子具有較強的轉錄能力。 4．對Wx<'b>基因進行原核表達分析。提取水稻胚乳RNA，利用RT-PCR方法得到WX<'hp>全長cDNA，將其構建到大腸桿菌表達載體pET30a(+)中，轉化BL21，獲得含有Wx<'hp>全長cDNA的重組工程菌。經包涵體蛋白變性和復性后，測定pET：：Wx<'hp>表達的融合蛋白催化活

6、性。以pET：Wx<'b>表達的融合蛋白活性為對照，兩者的催化活性沒有顯著差異，表明Wx<'hp>存在的一個單核苷酸突變沒有影響到Wx<'hp>蛋白活性。 5．為了通過轉基因技術驗證WX<'hp>中單核苷酸突變對該基因功能的影響，分別構建了CaMV 35S啟動子驅動的WX<'hp>全長cDNA正義表達載體pPZ：：WX<'hp>和對照質粒pPZ：：Wx<'b>，為進一步轉化水稻的研究奠定基礎。 6．利用掃描電鏡，對四個云