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水稻是主要的粮食作物之一,种植面积广。随着生活水平的提高,人们对稻米的蒸煮和食味品质要求也越来越高。淀粉作为稻米的主要储藏物质,直链淀粉和支链淀粉占有比例的不同会直接影响大米蒸煮食味品质,继而影响稻米的的经济价值,因此改良稻米品质在育种上显得尤为重要。在淀粉合成途径中,直链和支链淀粉的合成分别受不同基因控制。SSIII-1和PUL是两个在支链淀粉合成途径中的关键基因。SSIII-1是可溶性淀粉合成酶之一,在淀粉合成的过程中主要是参与分支链的合成从而延长支链淀粉;PUL是去分支酶之一,负责剪切各个分支链达到合适的长度。研究SSIII-1和PUL基因对稻米品质理化指标的变化以及支链淀粉合成过程具有不同的作用,通过对转化植株SSIII-1和PUL基因表达量的研究,了解和研究稻米淀粉的生物合成过程SSIII-1和PUL基因下调对其他淀粉合成酶相关基因以及对稻米蒸煮和食味品质的影响。本文中通过构建SSIII-1和PUL基因靶序列的RNAi表达载体,通过农杆菌介导转化方法侵染低直链淀粉材料籼稻R372愈伤组织,下调SSIII-1和PUL的表达,降低支链淀粉的合成,从而提高直链淀粉的含量。研究了RNAi干扰植株淀粉合成酶基因在转录后水平的调控。同时对转基因植株和对照植株成熟种子的淀粉含量进行测定,从而更深入地理解淀粉合成过程中相关基因之间的表达关系。具体研究结果如下:1.根据NCBI数据库查阅水稻SSIII-1和PUL基因序列,确定了淀粉合成酶(SSIII-1)和极限糊精酶(PUL)部分序列作为RNAi靶序列设计PCR引物。通过从籼稻R372水稻中同源克隆SSIII-1和PUL基因的200bp正义片段和200bp反义RNAi片段,分别构建SSIII-1和PUL基因的干扰载体PTCK303-SSIII-1和PTCK303-PUL。2.将含有PTCK303-SSIII-1和PTCK303-PUL载体的农杆菌侵染受体籼稻R372成熟胚性愈伤组织,经过潮霉素抗性筛选、分化,获得转化植株。3.通过对转化植株进行潮霉素抗性基因PCR和GUS染色鉴定,确定SSIII-1和PUL基因的RNAi干扰片段整合到受体材料籼型水稻品种R372的基因组上,最终获得RNAi阳性植株。其中获得SSIII-1-RNAi阳性植株2株,PUL-RNAi阳性植株49株。4.大田种植转化材料,通过对T0代阳性植株灌浆后期的胚乳提取RNA进行荧光定量PCR分析,发现当SSIII-1-RNAi阳性植株中SSIII-1基因的表达量比对照材料下降50%,而GBSSI、GBSSII、SSII-1、sbe4的表达量增加,其中GBSS I的表达量增加了7倍,AGPlar、AGPiso、AGPsma、SSI、SSII-2、SSII-3、SSIII-2、SSIV-1、sbe1、sbe3、ISA、PUL的表达量下降;在PUL-RNAi阳性植株中,发现当PUL基因的表达量下降80%,淀粉合成酶基因中AGPiso、GBSSI、SSSIII-1、SSIII-2、sbe1、sbe3、sbe4的表达量增加,GBSSI的表达量增加2倍,淀粉分支酶基因(sbe1、sbe3、sbe4)表达量也显著地增加,AGPlar、AGPsma、GBSSII、SSI、SSII-1、SSII-2、SSII-3、SSIV-2、ISA、PUL的表达量降低。说明下调SSIII-1和PUL基因能够提高直链淀粉合成基因GBSSI的表达。5.分别对部分SSIII-1-RNAi植株和PUL-RNAi植株以及对照植株进行淀粉含量和直链淀粉含量测定。发现在PUL-RNAi植株和SSIII-1-RNAi植株中淀粉含量均有明显地所提高,其中PUL-RNAi植株中淀粉含量增加了330-400 mg/g,SSIII-1-RNAi植株中淀粉含量增加了70-170 mg/g;PUL-RNAi植株和SSIII-1-RNAi植株中直链淀粉含量变化不是很明显,其中PUL-RNAi植株中直链淀粉含量增加了43-61.5 mg/g,SSIII-1-RNAi植株中直链淀粉含量增加了55-56 mg/g。