水稻轉(zhuǎn)錄因子OsMYB3的初步研究.pdf

1、水稻作為中國(guó)最重要的糧食作物，稻米的產(chǎn)量高低及品質(zhì)優(yōu)劣和農(nóng)民的收入及人們的生活水平息息相關(guān)。矮桿育種和雜種優(yōu)勢(shì)的利用使中國(guó)水稻產(chǎn)量有了兩次大的飛躍，為解決中國(guó)的糧食問(wèn)題作出了巨大貢獻(xiàn)。近年來(lái)，隨著生活水平的提高，人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。水稻的品質(zhì)和產(chǎn)量除了受遺傳控制外，還受其他外界因素的影響，如光照、溫度、濕度、栽培條件等等。圍繞著水稻對(duì)外界環(huán)境因子（例如光、溫）響應(yīng)機(jī)制的研究及稻米品質(zhì)的改良兩方面，本論文開(kāi)展了以下研究。

2、>　　1、水稻MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子作為最大的轉(zhuǎn)錄因子家族廣泛參與了植物體內(nèi)細(xì)胞周期、脅迫響應(yīng)、次生代謝等生理過(guò)程。通過(guò)篩選灌漿期高溫響應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子，分離到受高溫抑制的MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子OsMYB3。qRT-PCR結(jié)果顯示:OsMYB3除了在幼苗期和未成熟種子中有較高的表達(dá)量外，在萌發(fā)的種子中表達(dá)最高。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示，OsMYB3表達(dá)明顯受節(jié)律調(diào)控，凌晨4點(diǎn)表達(dá)量最高，下午4點(diǎn)表達(dá)量至低谷。表達(dá)量最高和最低的差異超過(guò)70倍。該基因和節(jié)律基因

3、OsCCA1同屬于MYB-related家族，表明該基因可能參與植物的節(jié)律調(diào)節(jié)。除受高溫抑制外，該基因的表達(dá)還受低溫和鹽脅迫的誘導(dǎo)，表明該基因可能也參與了對(duì)非生物逆境脅迫的響應(yīng)。PlantCARE網(wǎng)站的啟動(dòng)子順式元件分析結(jié)果顯示，OsMYB3啟動(dòng)子上游存在多個(gè)光周期、熱響應(yīng)及低溫響應(yīng)元件，表明該基因可能同時(shí)參與水稻的光溫響應(yīng)。通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù)，目前已創(chuàng)制獲得該基因的RNAi，超表達(dá)及CRISPR/Cas9定點(diǎn)敲除突變體材料，為后續(xù)研究

4、基因功能提供了堅(jiān)實(shí)的材料基礎(chǔ)。
　　2、利用分子標(biāo)記輔助選擇改良“浙恢7954”的稻米品質(zhì)?！罢慊?954”是浙江省第一個(gè)獲得國(guó)家植物新品種保護(hù)的品系，也是雜交稻育種中難得的恢復(fù)力強(qiáng)、配合力高、綜合性狀優(yōu)異的恢復(fù)系。由其選配出秈粳亞種間超高產(chǎn)雜交水稻組合Ⅱ優(yōu)7954，克服了秈粳雜種優(yōu)勢(shì)利用中雜種結(jié)實(shí)率偏低和充實(shí)度較差的難題，在全國(guó)得到了廣泛的推廣應(yīng)用。米質(zhì)經(jīng)農(nóng)業(yè)部鑒定，糙米率，精米率，堿消值三項(xiàng)指標(biāo)達(dá)優(yōu)質(zhì)米一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，然而直鏈淀粉含

5、量?jī)H達(dá)優(yōu)質(zhì)米二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?！罢慊?954”直鏈淀粉含量約為25％，偏高，因而食味品質(zhì)較差。多年來(lái)，通過(guò)傳統(tǒng)育種手段改良該品種的稻米品質(zhì)，收效甚微。稻米直鏈淀粉含量基本受Wx基因控制，通過(guò)測(cè)序發(fā)現(xiàn)“浙恢7954”Wx基因型為高直連淀粉的TT型，而低直連淀粉品種Wx基因型為GG型。本項(xiàng)目利用存在于不同Wx基因型第一內(nèi)含子剪切處PCR-AccI的分子標(biāo)記，以綜合性狀優(yōu)異，且直鏈淀粉含量中低的“93-11”(Wx基因型為GG)為供體親本，“浙恢79

6、54”為輪回親本，借助分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，通過(guò)雜交和多代回交，獲得了直鏈淀粉含量中等，食味品質(zhì)明顯提升，而其他農(nóng)藝性狀基本與“浙恢7954”無(wú)異的材料L2和L9，表明只要通過(guò)替換Wx基因就能改善“浙恢7954”的稻米品質(zhì)，這為改善稻米品質(zhì)提供了新的思路和解決途徑。SNP分型結(jié)果顯示除控制直鏈淀粉含量的主效位點(diǎn)Wx位點(diǎn)外，L2和L9在“浙恢7954”背景下導(dǎo)入的93-11片段均不到7％。這些中間材料的獲得，為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的雜交稻親本及其雜交