蛋白二硫鍵異構酶基因沉默和超表達對水稻高溫結實和品質性狀影響.pdf

1、蛋白質二硫鍵異構酶(Protein Disulfide Isomerase，PDI)是廣泛存在于真核類生物中的一種多功能酶蛋白，它參與催化二硫鍵間的氧化還原反應、重排錯配二硫鍵，幫助新生肽的合成、加工和運輸，催使成熟多肽正確折疊，不僅與植物籽粒器官的氮代謝存在較密切聯(lián)系，而且在植物響應逆境脅迫的有關生理過程中起重要作用。本文以日本晴為受體材料，分別構建了PDI基因沉默和超表達載體，并通過愈傷組織轉化獲得了轉基因植株，對PDI基因沉默和超

2、表達后的水稻植株表型、結實性狀和部分重要品質指標進行了測定;在此基礎上，通過人工控溫處理試驗，對PDI基因沉默和超表達載體后的有關基因表達變化及其與水稻耐熱生理指標間的關系進行了研究分析。本研究主要內容包括：
　?、艑λ綪DI基因的生物信息分析表明，PDI基因的保守性很高，尤其是其起催化作用的功能結構域a和a'異常保守，以野生型日本晴籽粒為材料，通過RNAi技術和超表達技術，分別構建了pTCK303-RiOsPDI和pTCK30

3、3-OsPDI載體，經農桿菌介導轉化獲得轉基因植株;通過對其潮霉素（Hyg）抗性基因的PCR鑒定，證實靶基因已整合到日本晴的基因組;對轉基因陽性植株的半定量RT-PCR和熒光定量PCR檢測結果表明，靶基因在PDI沉默植株不同器官中的表達量均顯著降低，尤其是在籽粒中的表達水平受到明顯抑制，而超表達則會引起靶基因在水稻籽粒等器官的表達量有所提升，在水稻籽粒灌漿不同時期的相對表達量均顯著高于野生對照日本晴，表明本文獲得的PDI沉默和超表達轉基

4、因水稻對靶基因的抑制或超表達效果明顯。進一步對轉基因T2代植株的結實特性和部分重要品質指標的測定結果表明，PDI沉默水稻的千粒重有所下降，堊白米率和堊白度升高;但其籽?？偟鞍缀?、直鏈淀粉含量和蛋白組分（清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白）含量與野生對照之間的差異不甚明顯。與野生對照相比，PDI沉默植株的總蛋白含量有所下降，直鏈淀粉含量上升，四種蛋白組分含量也產生一定變化。
　　⑵以轉基因T2代植株為材料，通過在不同溫度處理下的水稻

5、籽粒動態(tài)取樣，對PD1沉默和超表達后，水稻籽粒灌漿過程中的部分重要熱激蛋白類基因的轉錄表達和有關生理指標及其對高溫脅迫的響應差異，結果表明，高溫脅迫會誘導PDI基因的上調表達，與此同時，稻米堊白米率和堊白度也會顯著上升，供試材料(PDI沉默、超表達與野生對照日本晴)表現(xiàn)出相似的變化趨勢，但PDI沉默會降低水稻的耐熱特性，其在高溫脅迫下的結實率下降幅度大于其野生型對照和超表達植株，其遭遇高溫脅迫處理后的堊白米率和堊白度增加幅度也相對較大;