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水稻淀粉的代谢受一系列酶的调控。ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、颗粒结合态淀粉合酶Ⅰ(GBSSⅠ)、可溶性淀粉合酶(SSs)、淀粉分支酶(BEs)、淀粉去分支酶(DBEs)和α-葡聚糖磷酸化酶(GP)的协同催化淀粉的合成;α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、淀粉去分支酶和α-葡聚糖磷酸化酶等参与了淀粉的降解过程。除上述几类酶以外,D-酶(Disproportionating enzyme,DPE)也是一类与淀粉代谢密切相关的酶。植物中的DPE有两种:质体型的DPE1和胞质型的DPE2。目前对D-酶在水稻淀粉合成中的功能研究还未见报道。 本研究通过农杆菌介导的遗传转化分别得到DPE1在胚乳中过量表达和抑制表达的转基因株系。对淀粉颗粒扫描电镜观察发现,与野生型相比,DPE1过量表达的转基因种子中淀粉颗粒明显减小,而抑制表达的转基因水稻种子的淀粉颗粒大小不均一;对表观直链淀粉含量分析发现,过量表达转基因植株的表观直链淀粉含量与野生型相比呈整体水平的降低趋势,而抑制表达转基因植株的表观直链淀粉含量则呈整体水平的升高;与此同时,对种子RVA谱的分析结果表明:过量表达和抑制表达的转基因种子淀粉的峰值粘度和最终粘度均降低,且野生型、过量表达和抑制表达的转基因种子淀粉的RVA谱发生了聚类现象;支链淀粉的链长分布分析结果表明,与野生型相比,抑制表达转基因水稻支链淀粉的5<DP<7侧链增多,而8<DP<13侧链明显减少,14<DP<36侧链有所增加;在过量表达的转基因水稻中支链淀粉的DP<14侧链有所增加,而15<DP<25侧链有所减少,25< DP<36侧链有所增加。这些研究结果表明,DPE1在水稻淀粉代谢中有着其他酶类不可替代的功能。本研究对于阐明DPE1在水稻淀粉合成中的生物学功能,完善水稻种子淀粉代谢调控网络具有重要参考价值。