不同轉基因結構調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的一個重要因素，通過對水稻胚乳中淀粉合成相關基因表達的調控，可改變稻米中的直鏈淀粉含量，進而為優(yōu)質或特用水稻的選育提供依據(jù)。本研究利用根癌農桿菌介導的轉基因技術將Wx基因和分支酶基因的正義或反義或RNA干擾結構分別或同時導入具有不同直鏈淀粉含量的水稻受體品種中，有效地調控了Wx基因和分支酶基因的表達，進而調節(jié)稻米胚乳中的直鏈淀粉含量。主要開展了三個方面的工作，包括：(1)無選擇標記轉反義Wx基因水稻的選育

2、及其品質表現(xiàn)(2)轉正義Wx基因水稻的選育及其品質表現(xiàn)(3)同步轉Wx-cDNA和分支酶基因的反義或RNA干擾結構對稻米品質的影響。主要研究結果如下： 1、利用已獲得的武香粳9號、協(xié)青早、龍?zhí)馗D反義Wx基因材料，對其自交后代進行分子檢測，從中篩選獲得了一些無潮霉素抗性選擇標記的轉反義Wx基因純合株系。對轉反義Wx基因水稻成熟種子中GBSS蛋白表達量、品質特性、胚乳中淀粉粒結構及轉基因水稻的農藝性狀分析的結果表明：(1)導入反義

3、Wx基因后，可不同程度地抑制轉基因水稻胚乳中內源Wx基因的表達，GBSS蛋白表達量降低；(2)轉基因水稻成熟種子中的直鏈淀粉含量較未轉化對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，對種子的其它淀粉品質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，對淀粉粘滯性譜(RVA)特性也有一些影響；(4)當直鏈淀粉含量發(fā)生極顯著降低時，轉基因水稻與其未轉化對照在淀粉粒的形狀，大小和結構上差異明顯，

4、而直鏈淀粉含量差異不顯著時，淀粉粒的結構在兩者間差異不明顯；(5)轉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，籽粒明顯變小，但其它主要農藝性狀與未轉化對照材料無大的差別。 2、利用已獲得的5種來源的轉正義Wx基因材料，通過多代自交和潮霉素抗性選擇，從33個轉化子中獲得了30個正義Wx基因純合的株系。從中選擇部分純合植株進行分析，結果發(fā)現(xiàn)：(1)導入正義Wx基因后，大部分轉基因水稻胚乳中的GBSS蛋白表達量提高

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)青早的一個轉基因植株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基因系中稻米膠稠度變硬，而秈稻來源的轉基因系中膠稠度無顯著變化；不同受體來源的轉基因系的RVA譜與未轉化對照比表現(xiàn)出不同的差異。(4)糯稻和粳稻來源的轉基因系，糙米千粒重有所提高，

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