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淀粉占食用稻米部分干重的90%以上。直链淀粉含量(Amylose content,AC)是决定和改良稻米蒸煮食味品质的关键内在因素,直链淀粉的合成及调控机理的研究是改良稻米品质的重要依据。淀粉积累重要时期在水稻灌浆成熟期,淀粉的合成与积累是一系列酶促反应的结果,参与淀粉合成的酶主要有ADP-焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合成酶(SS)、淀粉分支酶(SBE)及淀粉去分支酶(DBE)等四种酶。水稻淀粉合成调节因子Os RSR1是属于AP2/EREBP类转录子,能够调节淀粉合成酶基因的表达。本研究以籽粒直链淀粉含量超亲变异的稳定粳稻杂交子代和亲本为供试材料,分析灌浆不同时期胚乳直链淀粉含量、ADGP、SSS和SBE淀粉合成酶活性和它们同工型基因表达量以及Os RSR1基因表达量,并克隆亲本及后代Os RSR1基因,对其碱基序列和结构进行比对。利用RNA干扰技术,获得了Os RSR1-RNAi的转基因水稻材料,研究了OsRSR1对水稻淀粉合成相关酶基因表达量的影响及籽粒直链淀粉含量的影响,探讨直链淀粉含量差异形成特点及遗传变异的分子调控机理,就直链淀粉含量这一数量性状产生超亲变异的分子机理方面给予补充,及杂交后代Os RSR1遗传变异及调控机理,对水稻淀粉品质形成提供分子依据。主要研究结果如下:随灌浆进程籽粒直链淀粉含量逐渐增加,抽穗后20 d时供试的品种已积累到成熟期稻米直链淀粉含量的71.35%~84.63%,而抽穗后30 d时已达到95.37%~99.05%,而且直链淀粉含量高的品种抽穗至抽穗后20 d期间的积累量大于直链淀粉含量低的品种。籽粒直链淀粉的积累到抽穗后30 d时基本结束,积累速度与籽粒直链淀粉含量高低有密切关系。在灌浆各时期,籽粒直链淀粉含量高的后代及亲本的直链淀粉含量均高于直链淀粉含量低的后代及亲本。亲本及超亲变异系,在灌浆过程中籽粒ADPG、SSS和SBE酶活性变化趋势基本一致,都呈单峰曲线变化,表现为随着灌浆进程淀粉合成相关酶活性逐渐增加,达到峰值后又逐渐下降,峰值都出现在抽穗后20 d。超亲变异系与亲本的籽粒焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶活性峰值均出现超高亲或超低亲现象。在直链淀粉含量有显著差异的亲本和超亲变异系的OsAGPL1、Os AGPL2、Os AGPS2、Os GBSSI、Os SSSI、Os SSSIIV和Os SBE3基因均有较高丰度的表达。4个淀粉合成关键基因的表达时间同水稻灌浆时间基本上同步,随灌浆过程变化而表现为低-高-低的单峰变化趋势,但在表达量出现峰值的时间上基因间有差异,Os AGPS2基因转录表达量峰值出现在抽穗后15天,其它基因转录表达量峰值出现在抽穗后20天。ADPG、SSS和SBE这3个酶的同工型基因表达量高低与籽粒直链淀粉含量高低有密切关系,而且转录表达量能产生超亲变异,亲本及超亲变异系,在灌浆过程中籽粒Os RSR1基因转录表达量变化趋势基本一致,都呈上升曲线变化,表现为随着灌浆进程籽粒Os RSR1基因表达量逐渐增加,不同的超亲变异系与亲本相比表现为Os RSR1基因表达量差异显著发生在灌浆不同的时期。本试验克隆的Os RSR1基因全序列长均为1539bp,编码512个氨基酸;与Gen Bank中的日本晴水稻品种核苷酸序列比较,亲本及后代的同源性分别为99.94%,99.94%,99.87%,99.94%,直链淀含量不同的水稻品种间淀粉调节因子虽然保守性非常高,但品种间仍然存在个别碱基的差异;品种间杂交后代在基因交换和分离稳定过程中依然能发生碱基的变化和三联体密码的改变,以致氨基酸序列及酶蛋白的理化性质和功能域的变化。序列比对显示Os R SR1与其他AP2/EREBP类转录因子在DNA结合域具有很高的保守性,具有转录因子的典型特征。采用Golden Gate克隆技术构建Os RSR1转录因子的hp RNA干扰载体,并获得Os RSR1-RNAi的转基因水稻植株。结果表明,转基因水稻的籽粒Os RSRl转录表达量为野生型的71%左右,基因沉默效果显著。本研究中,转基因水稻T1分离世代不同株系对Hyg的抗性表现出不同的分离比,既有符合3:1分离比例的株系,也有符合1:1分离比例的株系。与野生型株系相比,转基因株系的淀粉合成酶Os AGPL1、Os AGPL2、Os AGPS2、GBSSI、SBE3、SSSI和SSSIV-2基因的转录表达量均显著增加,其中Os AGPase中Os AGPS2的基因转录表达量增加高于Os AGPL1和Os AGPL2基因,Os SS中的Os SSSI基因转录表达量高于Os SSSIV-2,所有基因中Os GBSSI基因转录表达量增加幅度最高。野生型和转基因水稻籽粒直链淀粉含量差异显著,转基因水稻籽粒直链淀粉含量比野生型显著增加。干扰Os RSR1基因的表达能显著提高水稻粒重,转基因水稻单株粒重比野生型提高7.5%,同时也能显著提高籽粒直链淀粉含量,影响淀粉品质的形成。