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稻米淀粉主要由直链淀粉与支链淀粉两部分组成，稻米淀粉的组成与结构和稻米食用品质、蒸煮加工品质、甚至于产量都有着密切的联系，同时也是决定其工业用途的最重要因素之一。近几十年来，由于矮化育种和杂种优势的利用，我国水稻品种的亩产和总产有了大幅度的增加，食用稻米生产相对过剩。因此，若能将更多的稻米淀粉开发并应用于食品等工业领域，对于发展水稻生产、促进大米贸易，意义重大；尤其是在以水稻作为第一大粮食作物的中国，经济与社会效益将更为显著。随着食品与其它工业的发展，对各种具特定类型淀粉的需求量不断增长，其中对具有特高直链淀粉含量的淀粉的需求潜力较大。但是，在现有的水稻品种中具有较高或特高直链淀粉含量的水稻种质却极为缺乏，所以，发展更加直接有效的技术以较大辐度地提高稻米中的直链淀粉含量，就显得十分重要。现代分子遗传学与基因工程技术的发展为实现这一目标开辟了有效的途径。本研究即是要通过转基因技术，抑制水稻胚乳中Sbe基因的表达，达到提高稻米直链淀粉含量的目的。为此，重点开展了四个方面的研究工作，包括：（1）水稻高直链淀粉含量的遗传研究，（2）水稻分支酶基因Sbel和She3 cDNA的克隆及全序列分析，（3）转反义Sbe基因对水稻中直链淀粉含量影响的研究。主要研究结果如下： 1、选取14个AC较高的水稻品种，配置了84个杂交组合，对高×高组合F1种子AC的分析表明，两个AC高的品种杂交所得的F1种子，其AC因组合不同而异。多数组合F1的AC表现低于中亲值，但有3个组合高于中亲值，有个别组合可出现极显著地低于双亲的情况。这说明在不同亲本之间与AC表达水平有关的遗传基础存在明显差异。 2、通过改良的RT-PCR法合成了水稻未成熟种子胚乳cDNA库，并以此为模板，用PCR技术从粳稻品种武运粳7号中克隆了分别编码SBEⅠ和SBEⅢ的2个基扬州大学博士学位论文 因Sbel和Sb叮。序列分析表明，克隆Sbej和Sbe3基因的大小分别为2490bP 和248lbP，包含了基因完整的编码序列，Sbe3基因与已发表基因全序列完全相 同，同源性达100%;Sbel基因与已发表基因序列有4个碱基的不同，同源性为 99.84%，推导氨基酸序列的差异为2个。3、在上述sbel和肋e3的全长cDNA序列克隆的基础上，为了构建含反义分支酶 基因片段的嵌合基因、并适宜于农杆菌介导转化水稻，用PCR方法克隆了多个 Sbe基因片段。再利用在水稻胚乳中特异表达的叭、必e基因启动子和水稻种 子贮藏蛋白基因Gt]启动子构建了多个含反义Sbe基因的嵌合基因。通过根癌 农杆菌介导将这些反义Sbe基因导入了粳稻品种武香粳9号和龙特甫B、特青、 协青早B等三个釉稻品种中，获得了大量转基因水稻植株。对转基因水稻植株 中Sb‘嵌合基因的表达以及转基因水稻植株成熟种子的直链淀粉含量进行了详 细的分析，所得主要结论如下:（l）经农杆菌介导获得的多数转基因水稻植株 中，反义Sbe基因的整合位点数都在1一2个，少数转基因植株整合有2个以上的 多拷贝外源基因。反义Sb。基因能在转基因水稻中稳定传递至T;代，T，代转基 因水稻植株间反义Sb。嵌合基因的遗传分离大多符合孟德尔遗传规律。（2）在 水稻胚乳淀粉合成相关基因从或Sbe]启动子的控制下，反义Sb。一GUS融合基 因可在转基因水稻胚乳中特异地表达，但由不同启动子、不同反义分支酶基因 片段组成的GUS融合基因的表达量有所不同。（3）导入反义Sbe基因后，可部 分抑制转基因水稻胚乳中内源分支酶基因的表达，转基因水稻未成熟种子中的 分支酶活性也有明显的下降;但不同转基因水稻植株间Sb。基因表达下调的程 度不同。（4）反义Sb。基因导入粳稻品种后，在含有反义Sbel嵌合基因的绝大 多数转基因水稻植株中，成熟种子的直链淀粉含量无明显变化:而含有反义Sbe3 嵌合基因的部分转基因植株的成熟种子中，直链淀粉含量较未转化对照植株有 所提高，但提高幅度不大;不同转基因水稻植株间提高的幅度有差别，最多的 提高了19.62%。而在釉稻中导入反义Sb。基因后，T0代转基因水稻植株上成熟 种子的直链淀粉含量相比于未转化对照，不但没有提高，反而有所下降了。（5） Tl代转基因水稻植株上成熟种子（几代）中的直链淀粉含量较Tl代成熟种子中的陈秀花:转反义Sbe基因提高稻米直链淀粉含量的研究直链淀粉含量有所提高。粳稻转反义Sb。基因TZ代成熟种子的直链淀粉含量最高的达26.77%，比未转化对照（18.“%）提高了43.54%。釉稻转反义she基因TZ代种子的直链淀粉含量相比于未转化对照，最多可提高24%。（6）转基因水稻成熟种子的直链淀粉含量提高后，对种子的其它淀粉品质性状也有明显的影响，表现为胶稠度变硬，但糊化温度的变化没有规定，对淀粉粘滞性谱（RVA）特性也有一定的影响。4、最后，在上述研究的基础上，通过将含有反义Sbe!和Sb打嵌合基因的转基因 水稻进行杂交，使两个反义Sb。基因聚合到同一水稻植株中，对转基因杂交水 稻植株中淀粉分支酶和成熟种子的直链淀粉含量分析表明:（l）同时含有反义 Sb打和Sbe3嵌合基因的水稻植株的