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中国水稻科学 2018年第5期32卷 475-484页

作者：孙涛同拉嘎赵书宇王海微韩云飞张忠臣金正勋东北农业大学农学院哈尔滨150030

【目的】旨在为阐明灌浆成熟期氮素营养对水稻淀粉品质影响机理以及建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。【方法】选用4个籽粒直链淀粉含量差异显著的粳稻品种,通过盆栽试验研究氮素营养对稻米淀粉组分和蛋白质含量及稻米蛋白质水解... 详细信息

【目的】旨在为阐明灌浆成熟期氮素营养对水稻淀粉品质影响机理以及建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。【方法】选用4个籽粒直链淀粉含量差异显著的粳稻品种,通过盆栽试验研究氮素营养对稻米淀粉组分和蛋白质含量及稻米蛋白质水解对淀粉黏滞特性的影响,并分析氮素营养对灌浆过程中籽粒蔗糖合酶(SuSy)、蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖酸性转化酶(AI)活性及OsGBSSⅠ、Os ISAⅠ、OsSBEⅠ、OsSBEⅡ基因转录表达量的影响。【结果】结果表明,籽粒支链淀粉含量对氮素营养很敏感,灌浆成熟期氮素营养能改变籽粒淀粉组分含量;施氮条件下,高直链淀粉含量品种蒸煮食味品质下降更加明显,去除稻米蛋白质可明显提高稻米黏滞特性,蛋白质对淀粉黏滞特性的影响很大;增加灌浆成熟期氮素营养能显著或极显著提高籽粒Su Sy和AI活性,显著抑制籽粒SPS活性;灌浆成熟期氮素营养能改变灌浆不同时期籽粒OsGBSSⅠ、OsISAⅠ和OsSBEⅡ基因转录表达量,以致灌浆过程中这些基因的转录表达量变化动态发生改变,但OsSBEⅠ基因转录表达量不因氮素营养而发生改变;受氮素营养的影响,灌浆起始期籽粒OsGBSSⅠ基因表达量明显上调,而灌浆中后期明显下调;氮素营养明显抑制灌浆成熟期籽粒OsI SAⅠ基因和灌浆中后期的OsS BEⅠ基因转录表达,显著提高灌浆前期和中期的籽粒OsSBEⅠ基因转录表达量;氮素营养能抑制灌浆起始期籽粒OsSBEⅡ基因的转录表达,而提高灌浆中后期的基因转录表达。【结论】灌浆成熟期氮素营养除了通过蛋白质含量对淀粉品质产生影响外,还通过调控淀粉合成相关的酶活性和基因表达量等生理环节对淀粉含量和精细结构起作用,最终改变稻米黏滞特性和食味品质。

关键词：水稻氮素营养淀粉合成关键酶基因转录表达量

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外源激素对水稻籽粒碳氮代谢相关酶基因表达影响

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东北农业大学学报 2020年第7期51卷 1-9,26页

作者：金正勋王思宇王珊王剑张忠臣李钢夑朴钟泽东北农业大学农学院哈尔滨150030 韩国农村振兴厅农业科学院全罗北道全州54874 上海市农业科学院作物育种栽培研究所上海201403

试验选用寒地穗重型超级稻品种松粳9号和穗数型优质品种龙稻18号,通过盆栽试验在灌浆初期喷施外源激素6-苄基腺嘌呤(6-BA)和脱落酸(ABA),齐穗期增施氮肥及喷清水对照处理,系统比较分析外源激素对水稻籽粒淀粉和蛋白质合成相关酶基因及Os... 详细信息

试验选用寒地穗重型超级稻品种松粳9号和穗数型优质品种龙稻18号,通过盆栽试验在灌浆初期喷施外源激素6-苄基腺嘌呤(6-BA)和脱落酸(ABA),齐穗期增施氮肥及喷清水对照处理,系统比较分析外源激素对水稻籽粒淀粉和蛋白质合成相关酶基因及OsRSR1基因转录表达量的影响,旨在阐明外源激素对水稻籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达的影响并为建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。结果表明,水稻籽粒OsGBSS1、OsSSSI、OsISA1、OsAGPL2、OsSBEIIb和OsGS1;3基因mRNA表达量随灌浆进程呈先升后降单峰曲线变化趋势,在灌浆中期表达量最高;转录因子OsRSR1基因mRNA表达量随灌浆进程呈先降后升V字形变化趋势,在灌浆中期表达量最低;喷施6-BA、ABA和增施氮肥均显著上调OsGBSS1、OsSSSI、OsISA1、OsAGPL2和OsSBEIIb基因mRNA表达量,上调幅度达22.35%~525.97%,显著下调转录因子OsRSR1基因mRNA表达量,下调幅度达3.45%~27.93%;喷施6-BA和增施氮肥显著上调籽粒OsGS1;3基因mRNA表达量,上调幅度达241.79%~457.24%,喷施ABA显著下调籽粒OsGS1;3基因mRNA表达量,下调幅度达13.12%~29.55%,基因转录表达量调控是外源激素和氮素营养等对生物性状调控作用的分子基础,外源激素或氮素营养对稻米蒸煮食味品质的影响通过籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达量调控实现。

关键词：水稻外源激素灌浆成熟期碳氮代谢相关酶基因转录表达量

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水稻谷氨酰胺合成酶基因表达特性及其与启动子结构关系分析

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作者：李丹东北农业大学

学位级别：硕士

谷氨酰胺合成酶(GS)活性大小或基因表达量与植物蛋白质含量高低有密切关系。启动子作为基因转录水平上的重要调控元件,控制着基因表达的时间和空间特性。本研究选用籽粒蛋白含量有显著差异的籼稻品种及粳稻品种进行盆栽试验,分析灌浆不... 详细信息

谷氨酰胺合成酶(GS)活性大小或基因表达量与植物蛋白质含量高低有密切关系。启动子作为基因转录水平上的重要调控元件,控制着基因表达的时间和空间特性。本研究选用籽粒蛋白含量有显著差异的籼稻品种及粳稻品种进行盆栽试验,分析灌浆不同时期籽粒蛋白质含量、GS活性和基因表达量及GS同工型基因启动子序列和结构变化及其与转录表达量间的关系,旨在深入了解GS基因启动子的结构特点及其与转录水平上的调控关系,进而为解析基因转录水平的分子调控机理提供理论依据。研究结果表明:蛋白质含量差异显著的品种间杂交后代通过定向选择可以获得超亲变异的后代。蛋白质含量高的基因型在灌浆各时期积累的蛋白质量始终高于蛋白质含量低的基因型,基因型控制籽粒蛋白质积累量的高低。灌浆不同时期籼稻品种在籽粒和功能叶片中谷氨酰胺合成酶活性均较超亲变异系子代及亲本高,并且籽粒蛋白质含量超亲子代及亲本均比蛋白质含量低的子代和亲本谷氨酰胺合成酶活性高。GS同工型基因的表达存在着组织特异性,GS1;1基因和GS1;2基因在籽粒和叶片中都表达;GS1;3基因只在籽粒中、GS2基因只在叶片中大量表达。灌浆不同时期高蛋白质含量品种的表达量高于低蛋白质含量品种,Os GS同工型基因表达量与酶活性和籽粒蛋白质含量高低有密切关系。籽粒和叶片中GS酶活性与蛋白质含量在灌浆不同时期都呈正相关,籽粒GS1;1基因表达量与蛋白质含量间在灌浆前期和中期都呈正相关,在灌浆不同时期叶片GS1;1和GS2及籽粒GS1;3基因的表达量与蛋白质含量间都呈正相关,灌浆中期的叶片GS1;2基因表达量对籽粒蛋白质积累影响很大。籽粒蛋白质含量有显著差异的品种间GS同工型基因启动子序列的同源性高达99%以上;品种间有性杂交子代GS同工型基因的启动子序列可发生碱基的变化,但没有导致启动子核心元件发生变化。在调控元件数量和功能上GS同工型基因的启动子保守性很强,启动子在结构和功能上不易发生遗传变异,籽粒GS同工型基因表达量的变化受GS基因启动子的调控影响很小。GS同工型基因启动子结构并不完全一致,不同基因启动子在调控元件数量上有明显的差异,但不同品种间GS同工型基因启动子结构非常一致,GS同工型基因的表达与否和程度与多种环境因素有关系。

关键词：水稻超亲变异系谷氨酰胺合成酶基因转录表达量启动子序列

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水稻灌浆不同时期的谷氨酰胺合成酶基因表达特性与其启动子结构关系分析

水稻灌浆不同时期的谷氨酰胺合成酶基因表达特性与其启动子结构关...

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2018中国作物学会学术年会

作者：朱琳李丹张忠臣金正勋东北农业大学

【研究背景】氮素的同化是植物生长发育过程中一个十分重要的生理过程,无机氮必须同化为有机氮才能为植物体所吸收利用。谷氨酰胺合成酶(G1utamine synthetase,GS)是参与这一同化过程的关键酶。GS活性大小或基因表达量与植物蛋白质含量... 详细信息

【研究背景】氮素的同化是植物生长发育过程中一个十分重要的生理过程,无机氮必须同化为有机氮才能为植物体所吸收利用。谷氨酰胺合成酶(G1utamine synthetase,GS)是参与这一同化过程的关键酶。GS活性大小或基因表达量与植物蛋白质含量高低有密切关系。启动子作为基因转录水平上重要调控元件,控制着基因表达的时间和空间特性。因此,深入了解GS基因启动子的结构特点及其和变异机理及其与转录水平上的调控机理和阐明表观性状形成的分子调控机理等具有重要的理论及实践指导意义;【材料与方法】本试验选用四个粳稻品种系选1号、通769、东农1601、东农1624和一个籼稻品种马尾占共五个蛋白质含量有显著差异的水稻品种为供试材料,分别在其抽穗后10d、20d、30d取籽粒为样本。测定分析总淀粉含量、支链淀粉含量、蛋白质含量、RVA谱等多个生理指标及利用GS基因启动子克隆和GS同工型基因mRNA表达量测定等分子育种方法解决基因mRNA表达量及GS同工型基因启动子序列和结构变化及其与转录表达量间的关系;【结果与分析】蛋白质含量差异显著的品种间杂交后代通过定向选择可以获得超亲变异的后代。蛋白质含量高的基因型在灌浆各个时期积累的蛋白质含量始终高于蛋白质含量低的基因型,基因型控制籽粒蛋白质积累量的高低。灌浆不同时期籼稻品种在籽粒和功能叶片中谷氨酰胺合成酶活性均较超亲变异系子代及亲本高,并且籽粒蛋白质含量超亲子代及亲本均比蛋白质含量低的子代和亲本谷氨酰胺合成酶活性高。籽粒和叶片中GS酶活性与蛋白质含量在灌浆不同时期都呈正相关,籽粒GS1;1基因mRNA表达量与蛋白质含量间的灌浆前期和中期都呈正相关,在灌浆不同时期叶片GS1;1和GS2及籽粒GS1;3基因的mRNA表达量与蛋白质含量间都呈正相关,灌浆中期的叶片GS1;2基因mRNA表达量对籽粒蛋白质积累影响很大。籽粒蛋白质含量有显著差异的品种间GS同工型基因启动子序列的同源性高达99%以上;品种间有性杂交子代GS同工型基因的启动子序列可发生碱基的变化,但没有导致启动子核心元件发生变化。在调控元件数量和功能上GS同工型基因的启动子保守性很强,启动子在结构和功能上不易发生遗传变异,籽粒GS同工型基因mRNA表达量的变化受GS基因启动子的调控影响很小;【结论】GS同工型基因启动子结构并不完全一致,不同基因启动子在调控元件数量上有明显的差异,但不同品种间GS同工型基因启动子结构非常一致,GS同工型基因的表达与否和程度与多种环境因素有关。

关键词：水稻谷氨酰胺合成酶基因启动子序列转录表达量

来源： cnki会议评论

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