qPE9-1基因調(diào)控水稻籽粒灌漿的機理研究.pdf

1、直穗型品種雖然具有較高的光合速率及同化物生成率，但其結(jié)實率低，單株產(chǎn)量少，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量。近來有研究者發(fā)現(xiàn)定位于水稻第九號染色體上的數(shù)量性狀基因qPE9-1，主要與水稻穗直立性有關(guān)，該基因的突變導(dǎo)致彎穗變?yōu)橹彼?。研究者將qPE9-1的基因?qū)胛溥\粳7號(直穗型)品種，使得水稻的每穗粒數(shù)增加，單株產(chǎn)量及千粒重都有很大的提升，從而改變直穗型水稻單株產(chǎn)量低的現(xiàn)狀。但是該基因在調(diào)控穗型的同時，是如何調(diào)控籽粒灌漿，從而達(dá)到產(chǎn)量的提高，現(xiàn)在還未有

2、研究報道。本實驗主要進(jìn)行該基因調(diào)控水稻籽粒灌漿的機理研究，主要從四個方面來研究該基因在籽粒灌漿中的作用，分別是：胚乳細(xì)胞的數(shù)量及大小，胚乳淀粉含量、胚乳中淀粉合成相關(guān)酶的活性以及胚乳激素含量(IAA、ABA、CTK)。實驗材料為武運粳7號及其轉(zhuǎn)基因型，采用大田試驗和盆栽激素實驗(外施IAA及ABA)相結(jié)合的方法，分強弱勢粒取樣，主要結(jié)果如下：
　　 1.轉(zhuǎn)基因型水稻的胚乳細(xì)胞大小、數(shù)量以及胚乳淀粉含量都明顯大于非轉(zhuǎn)基因型水稻，說

3、明該基因可以促進(jìn)胚乳細(xì)胞增殖及生長，并調(diào)控淀粉合成的途徑，促進(jìn)淀粉合成。
　　 2.蔗糖合酶(SUS)、堿性轉(zhuǎn)化酶(ALI)、酸性轉(zhuǎn)化酶(ACI)是在淀粉合成過程中與同化物卸載相關(guān)的3個酶，轉(zhuǎn)基因型水稻中這三個酶的活性都明顯高于非轉(zhuǎn)基因型。另外轉(zhuǎn)基因水稻的AGP活性也比非轉(zhuǎn)基因型水稻高。推測，qPE9-1可以通過促進(jìn)葉片及莖鞘中同化物的合成及轉(zhuǎn)運，同時促進(jìn)淀粉合成底物ADPG的合成，從而提高淀粉合成的效率。
　　 3.轉(zhuǎn)

4、基因型水稻中細(xì)胞分裂素(CTK)，生長素(IAA)及脫落酸(ABA)的含量都比非轉(zhuǎn)基因型高。我們推測，轉(zhuǎn)基因型水稻高ABA及IAA含量，可以促進(jìn)水稻同化物的轉(zhuǎn)運，同時高CTK及IAA含量，也可以促進(jìn)轉(zhuǎn)基因型水稻胚乳細(xì)胞的分裂，促進(jìn)細(xì)胞生長。
　　 4.在盆栽實驗中，外源激素處理可以使得轉(zhuǎn)基因型及非轉(zhuǎn)基因型水稻胚乳細(xì)胞的數(shù)量及大小都有所增長，淀粉含量增加。各個激素處理后的酶活測定顯示，轉(zhuǎn)基因型及非轉(zhuǎn)基因型水稻胚乳中的SUS經(jīng)過激素