水稻籽粒淀粉品質(zhì)形成的基因型差異與粒位特征.pdf

1、稻米品質(zhì)差異的形成主要涉及到水稻灌漿過程中“源-庫-流”3個方面，包括不同器官的碳、氮代謝過程。其中，碳代謝將葉片中光合產(chǎn)物生成淀粉并貯藏于淀粉體中，構(gòu)成稻米淀粉的主體部分，而氦代謝的產(chǎn)物主要是蛋白質(zhì)，其對胚乳淀粉的合成具有修飾調(diào)控作用，對稻米品質(zhì)的形成也有重要作用。本文主要研究了不同品質(zhì)類型品種可溶性淀粉合成酶表達模式及其與稻米品質(zhì)間的關(guān)系;其次，利用突變體材料Su-11及其野生型中花11比較了其理化特性、生理特性、酶代謝及相關(guān)基因表

2、達差異;最后，對不同穗型品種的粒位效應(yīng)特征，以及不同溫度處理下蛋白對溫度的響應(yīng)與稻米品質(zhì)間的關(guān)系進行探討分析。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.對秈、粳、糯3種類型品種籽粒灌漿期的SSS活性變化及其同工型比較得知，供試3種類品種灌漿期的SSS總活性相差不大，但糯稻類型品種（早香糯）在灌漿期的GBSS活性明顯低于其他兩類品種。在8個SSS同工型中，SSSⅠ、SSSⅡa等同工型基因在水稻胚乳中呈高表達水平，而SSSⅡb和SSSIVa等在

3、葉片和莖、鞘等器官呈特異高表達，SSS基因的表達豐度因同工型的變化呈較明顯的器官特異性。不同品質(zhì)類型品種在籽粒灌漿期間的SSS主要同工型和GBSS基因的相對表達量變化主要表現(xiàn)為，浙104在胚乳灌漿期間SSSⅠ基因的相對表達量較高，浙733在灌漿中后期SSSⅡa基因的相對表達量較高，早香糯胚乳灌漿期間的GBSS基因相對表達量最低，SSSⅢa基因在水稻灌漿中后期的相對表達量變化表現(xiàn)為，秈稻小于糯稻、糯稻小于粳稻的基本趨勢。
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4、.與中花11相比，Su-11突變體在淀粉粒形態(tài)、大小，淀粉的熱力學(xué)特性和晶體特性上存在明顯差異，糊化溫度降低;Su-11突變體成熟籽粒中直鏈淀粉含量下降，但蔗糖和果糖要顯著高于中花11。兩品種灌漿過程中ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶活性各自變化趨勢相似，但R酶活性變化趨勢存在明顯差異，同時Su-11突變體的R酶活性在相應(yīng)灌漿時期都低于同時期的中花11。
　　 3.中花11和Su-11突變體的SSS各主要同工型的

5、相對表達量趨勢不盡相同;Su-11突變體的SBE各同工型在14d、21d的相對表達水平普遍稍高;淀粉脫支酶中IDBEⅢ和RBE在中花11和Su-11突變體中相對表達量較高，兩同工型各自的表達量變化趨勢相近。
　　 4.供試44品種直鏈淀粉含量變化范圍為14.8％～21.4％，平均為17.8％。不同品種間直鏈淀粉含量差異較大，但同一品種穗內(nèi)籽粒間的直鏈淀粉含量差異更為顯著。穗內(nèi)不同粒位間籽粒直鏈淀粉含量與穗長、穗頸彎曲度、粒重呈負

6、相關(guān)，與穗著粒密度、穗粒數(shù)呈正相關(guān)。密穗型品種直鏈淀粉含量變異明顯大于彎穗型品種，尤其是中部穗位上的籽粒。同時，強勢粒位上的籽粒前中期蔗糖和SuS活性要高于弱勢粒位籽粒。
　　 5.稻穗不同部位小穗軸的維管束組織結(jié)構(gòu)差異，主要表現(xiàn)在中央大維管束的總面積、韌皮部面積和導(dǎo)管面積上，強勢粒小穗軸的維管輸導(dǎo)組織結(jié)構(gòu)一般優(yōu)于弱勢粒小穗軸;水稻抽穗開花后不同部位小穗軸中央維管束篩管分子和伴胞等細胞的超微結(jié)構(gòu)變化過程大致相同。其中，篩管分子在

7、水稻開花前均已分化成熟，而伴細胞仍保持著較完整的細胞結(jié)構(gòu)特征，之后逐漸呈現(xiàn)出明顯的退化跡象;與弱勢粒小穗軸相比，強勢粒小穗軸在灌漿啟動時篩管厚壁和伴細胞中的線粒體等細胞器和胞間連絲的數(shù)量豐富、CaM標記密度高。
　　 6.谷氨酰胺合成酶(GS)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)在水稻籽粒灌漿過程中的活性變化趨勢大致相似，以灌漿前期的酶活水平相對較高，之后逐漸下降。高溫對籽粒蛋白組分、蛋白結(jié)構(gòu)以及貯藏蛋白的積累均存在影響