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淀粉是水稻种子中含量最多（60%-90%）的储能物质。其含量及形态的变化对水稻产量及品质有重大影响。淀粉的生物合成精密而复杂,有关淀粉合成的整体网络机制及具体细节还未能清晰阐明,所以,挖掘与验证新的影响淀粉合成的因子具有重要研究意义。我们从EMS诱变中花11的突变体库中筛选到一个表型明显且稳定遗传的垩白突变体ospk2,并进行了深入研究,主要结果如下:1.本研究中的突变体ospk2表现出心白表型,胚乳中间部位的淀粉颗粒之间排列松散;其灌浆速率明显降低;成熟种子的总淀粉和直链淀粉含量显著下降,蛋白和脂肪的含量明显增多,支链淀粉的中短链（DP6-12）比例降低,中长链（DP13-25）有所增多,脂肪酸含量增加;胶稠度和米粉粘度明显降低;ospk2突变体米粉在4M尿素溶液中的溶解膨胀度差异最大。结果充分表明OsPK2基因对稻米胚乳中的淀粉有重要影响。2.胚乳发育前期透射电镜结果表明,ospk2突变体胚乳中复合淀粉颗粒的形成及造粉体发育存在异常。突变体内既存在少量能正常膨大的淀粉颗粒,发育正常的造粉体;还存在大量的、小的、散乱的淀粉粒,多数淀粉单粒间间隙明显,排列松散,无法形成复合颗粒。结果表明OsPK2可能在胚乳中复合颗粒的形成中起重要作用。3.利用ospk2突变体与南京11（籼稻品种）的杂交F2群体,将突变基因定位于七号染色体短臂,标记Ind18和Ind20之间,约90.8kb的物理距离;对该区间里的9个ORF进行测序,发现ORF4（LOCOs07g08340）的第4个外显子出现单碱基替换（C-T）,导致第296个氨基酸丝氨酸(Ser296)变成了亮氨酸(Leu296);功能互补、过表达等结果验证了LOCOs07g08340就是目的基因;根据其预测的生物学功能,将其命名为OsPK2（Pyruvate Kinase 2）。OsPK2编码一个假定的丙酮酸激酶（PK）,共578个氨基酸,具有PK和PKC两个结构域。4.OsPK2呈组成型表达,在根、茎、叶、穗及不同发育时期的胚乳中均有表达,且突变体中OsPK2基因表达水平低于野生型。组织表达分析、GUS染色及Western Blot的结果均能相互印证。5.OsPK2蛋白的亚细胞定位在质体（叶绿体）上,且OsPK2的1-97aa是其质体定位所必要的,基因突变并未影响其定位。6.OsPK2编码具有催化活性的丙酮酸激酶;突变体（His-ospk2、10DAF胚乳和叶片）中PK活性及丙酮酸含量都显著低于野生型。7.酵母双杂交及BiFC实验均验证OsPK2能够与其他三个假定的PKp形成复合体。8.在ospk2突变体中,大量代谢相关的基因（糖酵解、脂肪酸代谢和淀粉合成等）的表达量发生改变,如突变体中,部分蔗糖合成基因表达量明显升高,大部分淀粉合成相关基因的转录水平显著降低。OsPK2的突变可能引起代谢出现紊乱。这表明OsPK2基因在整体代谢途径中处于重要位置。