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稻谷是我国的主要粮食作物之一,稻谷储藏则是人类粮食安全的重要组成部分。然而稻谷在储藏过程中容易陈化,导致其加工和食用品质下降,严重影响粮食的安全性。影响储粮品质的因素有储藏环境和稻谷本身遗传基因。环境因素主要指粮食收获时的干燥运输条件,粮库温度,湿度,鼠害,虫害,以及微生物繁殖尤其霉菌产生的毒素。对于粮食本身耐储性能尤其储粮基因研究不多,只有少数与储藏相关的基因被发现和克隆,如脂肪氧化酶基因(LOX)和蛋白质修复酶PIMT等。然而,从转录组学、蛋白组学、代谢组学等大数据层面对稻谷储藏机制进行分析更是鲜有报道。因此,本研究的目的就是通过转录组学寻找稻谷耐储藏基因,并建立这些基因的相互作用网络,为进一步阐明这些基因的功能和未来培育耐储藏稻谷提供理论依据。本研究的主要方法是通过人工老化试验,以老化后导致种子发芽率降低一半所需老化时间(P50)为标准,筛选相对耐储藏和不耐储藏的品种,然后对这些品种进行转录组学分析并通过实验验证个别基因的功能。主要研究结果如下:(1)从14个水稻品种筛选出2个耐储藏品种浓香32和隆两优534,它们的P50分别为21.6和25.5天;2个不耐储藏品种玉针香和晶两优1212,它们的P50分别为13.6和14.5天。(2)对于挑选出的四个品种,选取人工老化0天和15天的稻谷送往公司进行转录组学分析,筛选出了一批与储藏相关的备选基因,其中与耐储有关的基因有602个,与陈化有关的基因有40个。(3)鉴于已有报道发现PIMT能通过修复损伤的蛋白延长种子的储藏性能,同时为了验证转录组的结果,本研究选取水稻PIMT1基因为对象,从水稻种子总RNA中克隆PIMT1,并成功将其克隆到蛋白表达质粒pTriEX-4,构建重组质粒pTriEX-4/PIMT1并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行了诱导表达,发现PIMT1主要表达为不可溶性蛋白。通过对PIMT1表达成功的大肠杆菌进行抗热胁迫能力实验的测试,发现PIMT1蛋白的积累降低了大肠杆菌的抗热能力,说明不溶性重组蛋白干扰了大肠杆菌生长。以上初步结果表明耐储性能好的和不耐储的稻谷在经过人工老化实验后基因表达有显著差异,经过初步筛选,得到了 602个与储藏相关的基因,40个与陈化相关的基因。对这些基因的功能验证和机制研究将大大提升我们对稻谷储藏分子机制的了解,促进未来稻谷储藏的技术进步,助力粮食安全。