不同轉(zhuǎn)基因結(jié)構(gòu)調(diào)控稻米直鏈淀粉含量的研究.pdf

1、直鏈淀粉含量的高低是決定稻米品質(zhì)的一個(gè)重要因素，通過對(duì)水稻胚乳中淀粉合成相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控，可改變稻米中的直鏈淀粉含量，進(jìn)而為優(yōu)質(zhì)或特用水稻的選育提供依據(jù)。本研究利用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)將Wx基因和分支酶基因的正義或反義或RNA干擾結(jié)構(gòu)分別或同時(shí)導(dǎo)入具有不同直鏈淀粉含量的水稻受體品種中，有效地調(diào)控了Wx基因和分支酶基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)稻米胚乳中的直鏈淀粉含量。主要開展了三個(gè)方面的工作，包括：(1)無選擇標(biāo)記轉(zhuǎn)反義Wx基因水稻的選育

2、及其品質(zhì)表現(xiàn)(2)轉(zhuǎn)正義Wx基因水稻的選育及其品質(zhì)表現(xiàn)(3)同步轉(zhuǎn)Wx-cDNA和分支酶基因的反義或RNA干擾結(jié)構(gòu)對(duì)稻米品質(zhì)的影響。主要研究結(jié)果如下： 1、利用已獲得的武香粳9號(hào)、協(xié)青早、龍?zhí)馗D(zhuǎn)反義Wx基因材料，對(duì)其自交后代進(jìn)行分子檢測(cè)，從中篩選獲得了一些無潮霉素抗性選擇標(biāo)記的轉(zhuǎn)反義Wx基因純合株系。對(duì)轉(zhuǎn)反義Wx基因水稻成熟種子中GBSS蛋白表達(dá)量、品質(zhì)特性、胚乳中淀粉粒結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)基因水稻的農(nóng)藝性狀分析的結(jié)果表明：(1)導(dǎo)入反義

3、Wx基因后，可不同程度地抑制轉(zhuǎn)基因水稻胚乳中內(nèi)源Wx基因的表達(dá)，GBSS蛋白表達(dá)量降低；(2)轉(zhuǎn)基因水稻成熟種子中的直鏈淀粉含量較未轉(zhuǎn)化對(duì)照有不同程度的降低，有些已降到糯性水平；(3)直鏈淀粉含量降低后，對(duì)種子的其它淀粉品質(zhì)性狀也有明顯的影響，表現(xiàn)為膠稠度變軟，糊化溫度在不同的品種中差異表現(xiàn)不同，對(duì)淀粉粘滯性譜(RVA)特性也有一些影響；(4)當(dāng)直鏈淀粉含量發(fā)生極顯著降低時(shí)，轉(zhuǎn)基因水稻與其未轉(zhuǎn)化對(duì)照在淀粉粒的形狀，大小和結(jié)構(gòu)上差異明顯，

4、而直鏈淀粉含量差異不顯著時(shí)，淀粉粒的結(jié)構(gòu)在兩者間差異不明顯；(5)轉(zhuǎn)基因水稻中千粒重有不同程度的變異，直鏈淀粉含量降至糯性水平時(shí)，籽粒明顯變小，但其它主要農(nóng)藝性狀與未轉(zhuǎn)化對(duì)照材料無大的差別。 2、利用已獲得的5種來源的轉(zhuǎn)正義Wx基因材料，通過多代自交和潮霉素抗性選擇，從33個(gè)轉(zhuǎn)化子中獲得了30個(gè)正義Wx基因純合的株系。從中選擇部分純合植株進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)導(dǎo)入正義Wx基因后，大部分轉(zhuǎn)基因水稻胚乳中的GBSS蛋白表達(dá)量提高

5、，且與秈稻比，在糯稻和粳稻中提升的幅度較大； (2)在秈稻、粳稻和糯稻中，直鏈淀粉含量大多有了不同程度的提高，但也發(fā)現(xiàn)來源于協(xié)青早的一個(gè)轉(zhuǎn)基因植株B5347-1中的直鏈淀粉含量未升高，反而降低了12.47％；(3)直鏈淀粉含量提高后，糯稻和粳稻來源的轉(zhuǎn)基因系中稻米膠稠度變硬，而秈稻來源的轉(zhuǎn)基因系中膠稠度無顯著變化；不同受體來源的轉(zhuǎn)基因系的RVA譜與未轉(zhuǎn)化對(duì)照比表現(xiàn)出不同的差異。(4)糯稻和粳稻來源的轉(zhuǎn)基因系，糙米千粒重有所提高，

6、籽粒變大；而秈稻來源的轉(zhuǎn)基因系中糙米千粒重有降低的趨勢(shì)，這可能與其淀粉粒腹部充實(shí)不良有關(guān)。 3、將Sbe基因的反義或RNA干擾結(jié)構(gòu)和Wx-cDNA通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的共轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入粳稻武香9915和2個(gè)糯稻品種蘇御糯和廣陵香糯中，獲得了大量轉(zhuǎn)基因水稻植株。對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻植株進(jìn)行了分子檢測(cè)和T0代轉(zhuǎn)基因水稻植株上成熟種子的直鏈淀粉含量分析，結(jié)果如下：(1)兩個(gè)目的基因可以共整合到同一個(gè)植株中，并可以在后代中發(fā)生分離，從中可以篩選出含不同基