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巨胚稻的胚比其他普通胚稻米的胚大2倍或更多。巨胚糙米中蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素、矿物质等营养成分的含量明显高于普通糙米，而且富含?-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid，简称GABA)。GABA具有缓解高血压的功效，因此巨胚稻米被认为是一种高营养的功能性稻米。本研究以高产的粳稻品种“超2-10”水稻，以及“超2-10”水稻成熟胚为外植体进行离体培养获得的巨胚突变体“上师大5号”水稻为材料，探索了巨胚稻米胚增大的原因。主要研究内容及结果如下：
1.通过对“上师大5号”巨胚水稻与“超2-10”正常胚水稻开花后10天幼嫩种子胚纵切面的观察发现，“上师大5号”水稻的胚大于“超2-10”对照水稻，特别是其中的盾片部分明显大于对照。与“超2-10”水稻相比，“上师大5号”水稻胚的盾片细胞明显变大，从而说明，“上师大5号”巨胚稻胚盾片细胞的显著增大是巨胚稻胚增大的主要原因。
2.本实验室曾经对6天、10天、14天的“上师大5号”种子和“超2-10”幼嫩种子进行全基因组表达谱芯片分析，发现有5个膨胀素基因在胚发育时期明显上调，其中OsEXPB2（Os10g0555700）基因的表达量在10DAP上调将近200倍。本研究通过qPCR检测了两种不同的巨胚水稻(“上师大5号”和“日本巨胚稻”)和两种正常胚水稻(“超2-10”和“日本晴”)幼嫩种子中OsEXPB2基因的表达量，结果显示，在两种巨胚水稻中，OsEXPB2基因表达量都明显上调，由此推测OsEXPB2基因可能是导致巨胚水稻胚细胞变大的重要基因。本实验室前人分别将开花后10天（10DAP）、开花后14天（14DAP）、开花后18天（18DAP）、开花后26天（26DAP）、开花后45天（45DAP）的“上师大5号”种子和“超2-10”种子进行代谢组学分析，发现在“上师大5号”水稻种子中的吲哚乙酸在开花后10天与14天比“超2-10”水稻种子的含量提高。本研究采用HPLC对两种水稻开花后6天、10天、14天和18天的幼嫩种子吲哚乙酸含量进行检测，结果显示与代谢组学分析结果相同。由此推测两种水稻种子中吲哚乙酸含量的差异可能与巨胚水稻胚细胞的变大有关。并且OsEXPB2基因的作用还可能受到吲哚乙酸的调控。
3.本研究分别构建OsEXPB2基因的RNAi载体和过表达载体并利用根癌农杆菌介导分别转化“上师大5号”和“超2-10”水稻，对转基因植株种子进行观察发现，转化RNAi植株部分种子胚部较巨胚水稻“上师大5号”明显变小，而过表达OsEXPB2植株种子胚部变化不明显。
本试验结果为进一步深入开展巨胚水稻种子胚增大的分子机理研究奠定了重要的基础。
1.通过对“上师大5号”巨胚水稻与“超2-10”正常胚水稻开花后10天幼嫩种子胚纵切面的观察发现，“上师大5号”水稻的胚大于“超2-10”对照水稻，特别是其中的盾片部分明显大于对照。与“超2-10”水稻相比，“上师大5号”水稻胚的盾片细胞明显变大，从而说明，“上师大5号”巨胚稻胚盾片细胞的显著增大是巨胚稻胚增大的主要原因。
2.本实验室曾经对6天、10天、14天的“上师大5号”种子和“超2-10”幼嫩种子进行全基因组表达谱芯片分析，发现有5个膨胀素基因在胚发育时期明显上调，其中OsEXPB2（Os10g0555700）基因的表达量在10DAP上调将近200倍。本研究通过qPCR检测了两种不同的巨胚水稻(“上师大5号”和“日本巨胚稻”)和两种正常胚水稻(“超2-10”和“日本晴”)幼嫩种子中OsEXPB2基因的表达量，结果显示，在两种巨胚水稻中，OsEXPB2基因表达量都明显上调，由此推测OsEXPB2基因可能是导致巨胚水稻胚细胞变大的重要基因。本实验室前人分别将开花后10天（10DAP）、开花后14天（14DAP）、开花后18天（18DAP）、开花后26天（26DAP）、开花后45天（45DAP）的“上师大5号”种子和“超2-10”种子进行代谢组学分析，发现在“上师大5号”水稻种子中的吲哚乙酸在开花后10天与14天比“超2-10”水稻种子的含量提高。本研究采用HPLC对两种水稻开花后6天、10天、14天和18天的幼嫩种子吲哚乙酸含量进行检测，结果显示与代谢组学分析结果相同。由此推测两种水稻种子中吲哚乙酸含量的差异可能与巨胚水稻胚细胞的变大有关。并且OsEXPB2基因的作用还可能受到吲哚乙酸的调控。
3.本研究分别构建OsEXPB2基因的RNAi载体和过表达载体并利用根癌农杆菌介导分别转化“上师大5号”和“超2-10”水稻，对转基因植株种子进行观察发现，转化RNAi植株部分种子胚部较巨胚水稻“上师大5号”明显变小，而过表达OsEXPB2植株种子胚部变化不明显。
本试验结果为进一步深入开展巨胚水稻种子胚增大的分子机理研究奠定了重要的基础。