《脫落酸調控水稻強弱勢籽粒灌漿及莖鞘NSC再利用的機制》是依託華南農業大學，由朱國輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：脫落酸調控水稻強弱勢籽粒灌漿及莖鞘NSC再利用的機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱國輝
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水稻灌漿過程中，弱勢籽粒充實率相對較低，以及葉鞘和莖稈中積累的非結構性碳水化合物（NSC）輸出不良，是造成產量波動或下降的重要原因。前期研究已經表明，脫落酸（ABA）均參與這兩個過程，且適當濃度的外源ABA可以提高弱勢粒的灌漿水平以及促進莖鞘中NSC的再轉運，但其調控機理並不清楚。本項目將運用生理和分子等研究手段，以池栽水稻、懸浮培養細胞、ABA上調/下調的轉基因株係為材料，從水稻灌漿的源庫調節（即碳源NSC和碳庫籽粒）著手，研究ABA在調控水稻灌漿過程中的作用和機理。著重探討ABA調控水稻強、弱勢籽粒灌漿差異的生理與分子基礎，以及ABA調控水稻莖鞘NSC向籽粒再動員的生理與分子基礎；同時初步探明與ABA互作的其它植物激素對水稻灌漿的協同影響。研究不僅可以揭示ABA調控水稻籽粒灌漿的機制，還可通過調節ABA水平來調控並改善水稻灌漿進程，為提高作物產量提供一個新的切入點。
結題摘要
水稻灌漿過程中，弱勢籽粒充實率相對較低，以及葉鞘和莖稈中積累的非結構性碳水化合物輸出不良，是造成產量波動或下降的重要原因，本項目主要探討ABA在此生物學過程中的作用。主要研究結果如下：（1）基因晶片分析了水稻灌漿過程中糖代謝相關基因的表達，表明SUT1、SUS2、UGP1、AGPS2、AGPL2、SSⅡa、GBSS I、BEⅡb等基因的表達對籽粒澱粉的形成可能起決定性的作用。（2）RNA-seq分析了水稻灌漿過程中強、弱勢籽粒基因轉錄表達譜，大部分差異基因集中在蛋白轉運、蛋白代謝、RNA加工、以及逆境脅迫過程。（3）獲得ABA代謝關鍵酶編碼基因OsABA8ox3干涉株系，逆境條件下ABA含量高於野生型，抗性增加；干涉株系在正常培養條件下未改變水稻灌漿進程和籽粒重量。（4）獲得ABA合成關鍵酶編碼基因OsNCED3過量表達株系，逆境條件下轉基因株系抗性增加，在正常培養條件下未改變水稻灌漿進程和籽粒重量。（5）水稻灌漿過程中適當土壤乾旱以增加整株水稻ABA水平，但劍葉非結構性碳水化合物（NSC）含量與對照相比未有明顯變化。（6）RNA-seq分析了具不同NSC轉運效率的水稻（兩優培九和揚稻6號）莖鞘在灌漿過程中基因轉錄表達譜，大部分差異基因集中在代謝相關基因、轉錄因子等。本項目研究將對穩定並提高水稻的產量具有一定的指導意義。
