云南三種野生稻籽粒淀粉合成關(guān)鍵酶活性測定及Waxy基因的克隆和分析.pdf

1、水稻是最重要的農(nóng)作物之一，超過一半的人口以水稻為主食。隨著人們生活水平的提高，對稻米的品質(zhì)的要求也就越來越高。為了研究并利用野生稻直鏈淀粉較低的優(yōu)良品質(zhì)，探討直鏈淀粉合成、調(diào)控的酶學機制，進而分離克隆直鏈淀粉合成關(guān)鍵酶基因，開展野生稻與栽培稻相關(guān)機制與基因的比較研究，對于開發(fā)利用野生稻優(yōu)良品質(zhì)基因，改良栽培稻品質(zhì)具有重要意義。
　　 通過前期對這三種野生稻的直鏈淀粉含量的測定，其變化值為8.78％-12.99％，符合直鏈淀粉含量

2、適中(9％-14％)的優(yōu)良品質(zhì)特性，開展云南野生稻與栽培稻灌漿期淀粉合成關(guān)鍵酶活性變化分析和直鏈淀粉合成關(guān)鍵酶基因Waxy分離克隆、比較研究，主要結(jié)果如下：
　　 1.在云南3種野生稻(普通野生稻Oryza rufipogon Griff藥用野生稻Oryzaofficinalis Wall和疣粒野生稻Oryza granulata Baill)中4種淀粉合成酶(ADPG焦磷酸化酶(ADPGP)、顆粒凝結(jié)型淀粉合成酶(GBSS)、

3、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(Q酶或SBE))的變化趨勢與栽培稻相似，但這四種酶的活性有較大的差別。云南3種野生稻中GBSS的活性明顯低于栽培稻.GBSS的活性與直鏈淀粉含量呈正相關(guān)。
　　 2.在云南3種野生稻同一灌漿期，同種材料中SSS和Q酶的變化呈相反趨勢，推測這兩種酶之間可能存在某種反饋調(diào)節(jié)機制。
　　 3.從普通野生稻中獲得了從Waxy基因翻譯起始密碼子上游791bp開始的共4285bp的DNA序列，

4、獲得了完整的結(jié)構(gòu)基因和從起始密碼子到Poly(A)尾部2054bp編碼區(qū)序列；從藥用野生稻中獲得了從Waxy基因的翻譯起始密碼子上游397bp開始的共3733bp的DNA序列，獲得了完整的結(jié)構(gòu)基因和從起始密碼子到Poly(A)尾的2085bp編碼區(qū)序列；從疣粒野生稻中獲得了從Waxy基因的起始密碼子開始的共3342bpDNA序列，包括起始密碼子到Poly(A)尾的2065bp編碼區(qū)序列；從栽培稻滇隴201中獲得從Waxy基因的起始密碼子

5、上游1215bp開始的共4864bp的DNA序列，獲得了完整的結(jié)構(gòu)基因。
　　 4.普通野生稻、藥用野生稻、疣粒野生稻的Waxy基因的DNA序列與栽培稻的有比較大的差異。Waxy基因的DNA序列在3種云南野生稻中也互不相同。在3種野生稻中，普通野生稻的Waxy基因與普通栽培稻之間相似性最高，其次是藥用野生稻，而疣粒野生稻與普通栽培稻之間相似性最底。
　　 5.對3種云南野生稻的外顯子和內(nèi)含子進行了界定，表明普通野生稻的1

6、3個內(nèi)含子將其Waxy基因分成14個外顯子；藥用野生稻的Waxy基因也有14個外顯子和13個內(nèi)含子，它們比普通栽培稻多一個外顯子和一個內(nèi)含子；疣粒野生稻有13個外顯子和12個內(nèi)含子。
　　 6.云南3種野生稻W(wǎng)axy基因中推導的氨基酸序列與栽培稻之間存在著較大差異，在3種野生稻之間也有較大的差異。但Waxy基因的氨基酸序列的差異程度要小于其Waxy基因的DNA序列。這3種野生稻的WAXY蛋白預測的結(jié)構(gòu)與栽培稻之間也有較大的差異，

7、3種野生稻間也各不相同。所有的這些暗示在云南3種野生稻的Waxy基因中可能存在著不同于栽培稻的其它的調(diào)控機制來控制直鏈淀粉的含量。
　　 7.根據(jù)3種野生稻W(wǎng)axy基因的DNA序列不同，在其差異較大的區(qū)域設(shè)計了3對特異的引物，可以用于這3種野生稻與栽培稻之間雜交后代的分子標記輔助選育。
　　 研究結(jié)果首次報道了云南3種野生稻直鏈淀粉合成關(guān)鍵酶的活性及其Waxy基因的序列，在一定程度上弄清了野生稻較低直鏈淀粉含量的酶學基礎(chǔ)