【摘 要】
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禾谷类作物如玉米、小麦、水稻和大麦是世界上最重要的农作物,是人类最重要的粮食来源,并且禾谷类的种子中含有不同的非结构性碳水化合物,是工业生产重要的原材料,研究禾谷类
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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禾谷类作物如玉米、小麦、水稻和大麦是世界上最重要的农作物,是人类最重要的粮食来源,并且禾谷类的种子中含有不同的非结构性碳水化合物,是工业生产重要的原材料,研究禾谷类植物有重要的经济和生物学意义。禾谷类种子中不同的非结构性碳水化合物的合成是由大量的基因相互协作调控表达的结果。本研究选择了大麦和水稻这两个重要的禾谷类作物,主要原因是大麦是二倍体植物,比小麦的基因组简单很多,它能够产生所有重要的非结构性碳水化合物；而水稻基因组相对较小,遗传转化体系成熟,与其它禾本科粮食作物存在共线性,是禾谷类植物分子遗传学及基因组学研究的模式植物。研究碳水化合物合成过程中涉及到的基因的表达及其基因组进化,为了解和研究禾谷类碳水化和物的形成机制,进而定向调控碳水化合物分配具有重要作用。Microarray技术基因芯片技术作为沟通基因序列信息与功能基因组间的桥梁,在后基因组时代将发挥日益重要的作用。利用基因芯片技术进行的表达水平检测可自动、快速地检测出成千上万个基因的表达情况。比如通过基因芯片技术研究了不同组织中硫酸乙酰肝素(HS)的差异表达,结果表明EGR和乙酰肝素酶互相调节调控表达。
本研究分别在大麦和水稻中运用Microarray技术和实时定量PCR方法的来研究果聚糖和淀粉形成机制。运用Microarray技术全面地研究瑞典Lantmannen SW Seed AB公司提供的三种果聚糖含量差异比较大的大麦品种,研究结果表明,差异表达的基因大部分与发育过程相关或与生物非生物胁迫相关,果聚糖含量与果聚糖合成降解基因具有非常好的相关性,因此初步认为果聚糖直接或间接地参与了种子的发育或生物非生物胁迫过程。用qPCR调查了日本粳稻中蔗糖转化淀粉的13个重要基因的时空表达模式,,上游调控区段的调控因子及基因组进化研究表明,这些基因的调控有一个共同的模型,SUSIBA2转录因子或许起很大的作用。另外从水稻育种的基因组分化印证了GBSSI和ISA基因区段可能在水稻驯化过程中经历了选择性扫荡。
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