【摘 要】
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水稻是世界上重要的粮食作物之一,也是科学研究中的单子叶模式植物。而胚乳占据了水稻种子的绝大部分体积,也是合成和储藏有机物的场所。在课题组前期的工作中,151个基因被鉴定为胚乳特异表达基因,本研究通过RNAi手段,对其中两个基因OsRESR1（Rice endosperm starch regulator）和OsEn8（endosperm specially）进行了表达模式分析和功能鉴定。对OsRE
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水稻是世界上重要的粮食作物之一,也是科学研究中的单子叶模式植物。而胚乳占据了水稻种子的绝大部分体积,也是合成和储藏有机物的场所。在课题组前期的工作中,151个基因被鉴定为胚乳特异表达基因,本研究通过RNAi手段,对其中两个基因OsRESR1（Rice endosperm starch regulator）和OsEn8（endosperm specially）进行了表达模式分析和功能鉴定。对OsRESR1蛋白序列分析显示为无已知功能结构域,其在双子叶和水稻本物种中无同源,但在禾本科玉米、小麦等物种中有同源,并且这些同源也都为单拷贝。q RT-PCR结果显示,OsRESR1在水稻种子中特异表达,随着种子的成熟,表达逐渐升高。RNA原位杂交显示,OsRESR1在种子发育后期的淀粉胚乳细胞中有强烈的信号。对RNAi种子统计发现,成熟种子在粒型、粒重上有明显降低,产生垩白表型。进一步分析显示,RNAi种子淀粉含量降低,淀粉的糊化温度以及粘性都产生变化。对支链淀粉链长分布分析结果显示,RNAi支链淀粉DP小于16的短链比例增加而大于17的中长链比例减少。OsEn8编码一个NAC类转录因子,对OsEn8表达模式分析显示它也是胚乳特异表达,在种子发育的前中期表达较高。OsEn8-RNAi种子PCD检测显示其在胚乳PCD模式出现异常,种子石蜡切片结果显示胚乳四周的细胞死亡明显,成熟种子统计发现结实率降低。这些结果表明,OsRESR1可能是禾本科进化过程中的重要基因,参与了胚乳淀粉的合成;OsEn8可能在胚乳前中期的PCD方面发挥功能。我们的研究结果有利于揭示水稻胚乳发育的代谢过程,完善胚乳发育的调控网络。
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