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谷子去壳后的小米被誉为“五谷之首”,因富含多种营养物质吸引不少学者对其营养价值进行探究。叶酸是B族维生素之一,广泛参与细胞中一碳单位转移,具有调节胚胎神经细胞发育等作用。但有关小米叶酸方面的研究较少,本研究在生化层面,使用高效液相色谱法(HPLC)对45份小米种质资源进行叶酸含量测定,统计分析各小米品种的叶酸含量差异;在分子层面,对谷子叶酸合成途径关键酶FPGS基因家族成员进行分子克隆、组织定量表达、载体构建、拟南芥过表达验证。以期揭示叶酸合成的分子机制,为今后高叶酸谷子种质的分子育种奠定理论基础。主要研究内容如下:(1)利用高效液相色谱法对两年的45份谷子品种籽粒进行叶酸含量测定,不同谷子品种籽粒叶酸含量变幅为0.23～2.86μg·g-1,平均叶酸含量为1.52μg.g-1,标准差为0.59,变异系数为38.8%。其中,高叶酸的品种有豫谷1号、晋汾52、晋谷35、晋谷29、长生08、晋谷21等;低叶酸品种有平定大谷等。(2)从长生08和平定大谷转录组水平上对SiFPGS基因进行分子克隆,获得两个SiFPGS基因,通过序列比对及同其它物种同源基因进行进化分析,发现它们属于两种同源基因,分别命名为SiFPGS-1和SiFPGS-2及其中SiFPGS-1,全长cDNA序列1248 bp,编码415个氨基酸;SiFPGS-2,全长cDNA序列1740 bp,编码579个氨基酸。对其蛋白序列的保守结构域进行分析,发现均具有多聚谷氨酸合成酶作用。(3)对长生08和平定大谷全生育期各组织叶酸含量进行分析,在叶、茎、花组织中,叶中叶酸含量最高,随着籽粒从灌浆到饱满成熟,叶酸含量呈先升高再下降的趋势;此外,对SiFPGS基因表达模式与叶酸含量进行相关性分析,结果表明其相关性不显著。(4)通过构建SiFPGS-1过表达载体,遗传转化拟南芥,从2189株T1代株系中共筛选出93株转基因株系,阳性率为4.2%。