Part?.水稻类病斑突变体noe1-2基因的遗传分析和基因定位水稻是近世界一半人口的主食,因此,保障水稻的高产和稳产是一个具有全球战略意义的问题。水稻叶片出现类病斑症状往往伴随着抗病性的增强,因此,探究水稻叶片类病斑的遗传机制与调控途径,并将之运用于改良水稻抗病性,对于水稻生产具有重要意义。本研究在EMS诱变宜香1B的突变体库中筛选获得一份叶片类病斑材料noe1-2,对其表型特征、组织结构及叶绿体超微结构、抗病响应、遗传分析和基因定位等方面进行了探究。主要研究结果如下:1.对水稻突变体noe1-2表型观察发现,叶片从三叶期开始发生严重的大块斜纹状类病斑,并伴随着株高变矮、分蘖数、千粒重、单穗粒数和每穗实粒数等主要农艺性状都显著低于野生型。2.组织切片观察发现突变体叶片中参与胞间连丝的维管束鞘呈无序结构,运输营养物质的韧皮部萎缩,小枝梗中参与营养运输的厚壁细胞层减少。透射电镜的结果显示突变体的叶绿体数量显著减少并缩小,叶肉细胞中积累了大量的淀粉粒。淀粉合成及蔗糖转运相关基因荧光定量结果显示突变体叶片中可溶性淀粉合成酶SSI、可溶性淀粉合成酶SSIIb、淀粉分支酶BEIIa、淀粉转运调控因子OsSEX1和蔗糖转运蛋白SUT2、SUT4降低,暗示突变体基因发生突变后可能影响淀粉合成以及蔗糖转运。3.三叶期对突变体接种稻瘟病菌种结果显示,相比野生型突变体noe1-2对稻瘟病菌MoPot 2的抗性相对增强,暗示突变体发生了免疫响应。4.遗传分析表明突变体noe1-2的突变性状是由隐性单基因控制。利用BSA法将突变体基因定位在3号染色体,位于分子标记RM7576和Os3-34.8之间,物理距离约88.2kb。由于定位区间过大,进一步利用MutMap技术对候选基因进行精细定位。MutMap测序分析结果显示在初步定位区间内发现一个编码区有义突变且SNP指数为1的候选基因Os03g0131200。测序比对发现突变体noe1-2在候选基因的第四外显子发生了一个由C到T的单碱基突变,导致丙氨基酸突变为苏氨基酸。Os03g0131200编码过氧化氢酶C(OsCATC或NOE1),该基因已经被克隆并且基因突变后产生了和突变体noe1-2相似的表型,但是本研究突变体表型出一些新的表型诸如上述叶片中淀粉颗粒的富集等。该基因是NOE1的新的等位基因,命名为noe1-2。5.查阅NOE1基因相关的研究,发现该基因的表达受到ABA激素的影响,因此我们对突变体noe1-2叶片的激素含量进行测定,结果显示突变体noe1-2叶片中ABA、GA和IAA含量上升,BR和CTK两者在野生型和突变体中则没有明显变化。PartⅡ.有色水稻的品质分析稻米主要分为红米、黑米和白米,相对于白米,黑米和红米具有丰富的营养功能,诸如类黄酮和多酚等成分,以及比普通稻米含量高数倍的微量元素。随着人们生活水平的提高,对稻米的营养品质以及生理功效方面的要求越来越高。我们挑选出了具有代表性的八个水稻品种,对其矿物质元素、多酚、蛋白质、淀粉和抗氧化能力等方面进行了检测,发现有色稻米在蛋白质和直链淀粉的含量方面与白米相似,但有色米中矿物质含量比白米高,在多酚的含量上也要远远高于白米。此外,黑米和红米具有比白米更强的抗氧化能力,其中红米在三种不同颜色的水稻品种中表现最强。接下来通过对金属元素之间、金属元素与多酚之间、以及多酚与抗氧化能力之间进行相关性分析,结果如下:1.对六种矿物质含量进行相关性分析,结果表明Ca和Fe、Zn、Cu之间存在负相关性;Cu和Zn,Mg和Mn与Fe之间存在正相关性;此外,其他矿物质元素之间并不存在相关性。表明Mg能够促进Fe和Mn的吸收,而Zn能够促进Cu的吸收。2.多酚和矿物质元素及K、P之间的相关性分析表明,多酚含量与矿物质含量呈现正相关性,表明多酚有助于微量元素的吸收;但是与K、P之间几乎不存在相关性,这表明多酚并不影响P和K的吸收,导致P和K的差异主要源自于遗传背景的差异。3.对多酚、抗氧化能力、蛋白质和直链淀粉两两之间进行相关性分析,结果表明:多酚有助于抗氧化能力;直链淀粉和蛋白质之间的相关性较低,表明淀粉含量的高低并不影响蛋白质的合成;多酚与蛋白质、淀粉之间几乎不存在相关性,表明多酚并不影响淀粉与蛋白质的积累;多酚与抗氧化能力的相关性分析表明多酚有助于抗氧化能力的增强。