利用RNA干扰技术研究SSSⅡ-2对稻米品质形成的影响

【作者】 黄李春； 李钱峰； 张昌泉； 李娟； 顾铭洪； 刘巧泉；

【机构】 扬州大学；

【摘要】 淀粉是稻米胚乳中最主要的组成成分,占籽粒干重的80%以上,其含量与结构决定着稻米食味与加工特性。水稻胚乳淀粉合成受一系列酶的作用,其中可溶性淀粉合成酶(Soluble starch synthase, SSS)是一类同工型最多、功能最为复杂的酶。本实验室在前期研究中以粳稻品种日本晴为受体,培育了水稻可淀性淀粉合成酶基因SSSII-2的RNA干扰转基因植株,并利用杂交将干扰片段导入了日本晴Wx近等基因系NipWxa和Nip-wx中。本研究通过对不同Wx背景下SSSII-2 RNAi转基因系开展表达、稻米理化品质、淀粉结构等的分析,期望为进一步阐明该基因在淀粉合成与稻米品质形成中的作用、进而为品质改良提供依据。主要研究结果如下。1、转基因系中目的基因表达分析结果表明,导入的SSSII-2RNAi结构已成功地抑制了内源SSSII-2基因的表达。田间试验及农艺性状调查结果表明,转基因植株的主要农艺性状和籽粒形态与亲本相比未出现显著改变。2、对转基因水稻成熟籽粒主要理化品质测定,结果显示转基因稻米与未转化亲本相比,表观直链直链淀粉含量显著减少,RVA谱显著下降,糊化温度明显降低。食味结果表明转基因稻米食味值较亲本显著提高,达到优质软米对照的水平。梯度烘干实验显示转基因稻米在低含水量时外观显著优于优质软米对照。3、环境扫描显微镜和淀粉粒径大小统计结果显示转基因稻米淀粉粒形态没有变化,但最大平均直径增大。高温凝胶排阻色谱(GPC)结果显示转基因稻米直链淀粉显著降低、支链淀粉短链增多。进一步的荧光辅助毛细管电泳(FACE)结果表明不同Wx背景下转基因稻米中支链淀粉都出现聚合度(DP)13-21减少,DP 5-12明显增加。4、不同Wx背景下Wx基因的qRT-PCR结果表明抑制SSSII-2基因的表达,不仅能显著降低Wx基因的表达,而且会降低其m RNA的剪切效率。WesternBlot和酶活测定结果表明Wx基因所编码的GBSSI蛋白显著下降。更多还原