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水稻是我国最重要的粮食作物之一,其产量性状一直是水稻遗传育种的首要目标,而水稻籽粒灌浆和结实率是决定水稻产量高低最基本的性状。已有研究证据表明,生长素IAA与水稻的籽粒灌浆有着密切的关系。水稻授粉后,幼穗中的IAA含量迅速增加；光合能力不足是限制产量提高的主要因素,外源IAA处理水稻剑叶促进叶片光合作用和光合产物向籽粒运输,暗示局部生长素合成对水稻籽粒灌浆具有重要生物学功能。最近研究表明吲哚丙酮酸IPA途径是IAA生物合成的一个重要分支,其中TAA1和YUCCA(YUC)基因是该途径中的两个关键性酶基因。本研究利用分子克隆和水稻转基因技术,在水稻籽粒胚乳或叶组织中特异性地表达TAA1和YUC基因,以达到提高水稻籽粒或叶片内源生长素含量,进而提高水稻籽粒灌浆和结实率。主要研究结果如下：1.用不同浓度的2,4-D、IAA和1-NAA处理水稻日本晴(Oryza sativa L. ssp. Japonica cv.Nipponbare)幼穗和剑叶,统计分析其结实率、千粒重和单穗产量。外源生长素处理幼穗和剑叶均能提高水稻结实率和单穗产量,但未能提高千粒重。这一结果暗示生长素参与调控水稻籽粒灌浆。2.利用分子克隆技术构建了胚乳特异性表达载体OsGtl::AtTAAl:GUS和OsGtl::OsTAAl:GUS,叶组织特异性表达载体Atplasto::OsYUC2:GUS。通过农杆菌介导法分别将TAA1胚乳特异性表达载体、YUC叶组织特异性表达载体和生长素分子标记DR5::GFP导入日本晴。利用RT-PCR和GUS染色等分析技术对转基因后代进行分子鉴定,结果表明,获得TAA1胚乳特异性表达或YUC叶组织特异性表达的转基因株系和DR5::GFP表达株系。3.对上述和前期获得转基因纯合株系的结实率、千粒重和单株产量等产量性状进行统计分析,结果表明,TAA1胚乳特异性表达提高了转基因株系的结实率和单株产量,但TAA1叶组织特异性表达只提高了转基因株系的结实率,没有提高单株产量。相反,YUC叶组织特异性表达提高了转基因株系的结实率和单株产量；而YUC胚乳特异性表达提高了转基因株系的结实率,但没有提高单株产量。然而,TAA1和YUC组织特异性表达均没有提高千粒重。这些分析结果表明,水稻籽粒或叶局部生长素合成对水稻籽粒灌浆具有重要生物学功能。4.利用Real-time PCR技术检测YUC组织特异性表达对生长素响应基因OSIAAs的表达影响。分析结果表明,与非转基因株系NT相比,YUC胚乳特异性表达提高了幼穗OslAA9和OSIAA30的表达水平。YUC叶组织特异性表达提高了OsIAAl、OSlAA6和OsIAA10的表达水平,表明YUC胚乳或叶组织特异性表达的确促进了生长素响应基因的表达,同时,也暗示TAA1和YUC特异性组织表达促进了水稻胚乳或叶组织中的内源IAA含量。