水稻种胚脂氧合酶-3和耐贮性关系的研究现状与策略

稻谷贮藏期间脂质的降解是导致其品质下降并产生令人不快气味的主要原因之一。已经发现 ,约占水稻种胚LOX总活性 80 %～ 90 %的脂氧合酶 3(LOX 3)是脂质降解并导致产生令人不快气味的主要关键酶 ,缺失体 (DawDam)的研究还表明 ,其活性缺失可以降低贮藏期间稻谷不饱和脂肪酸的过氧化水平 ,减少包括己醛、戊醛和戊醇等令人不快的陈化气味的累积 ;遗传分析的研究则证实LOX 3的缺失由单隐性基因控制。另一方面 ,从酶学特性来看 ,种胚LOX 3与已纯化的水稻叶片LOX和克隆的 3种水稻叶片Lox的编码蛋白是明显相异的。今后需进一步加强水稻种胚LOX 3缺失对耐贮性影响的研究 ;同时由于仍未克隆到编码稻谷种胚LOX 3的基因 ,更不太清楚其缺失的分子机理 ,而诸如大豆和豌豆等其它粮食作物种子中脂氧合酶缺失的表型则涉及结构基因中编码序列的单碱基颠换以及启动子区域的替代、插入和删除等 ,因此有必要克隆控制水稻种胚LOX 3缺失的隐性基因和相应的显性基因 ,阐明它们基因表达和调控的机制差异 ;最后进一步提出耐贮藏水稻新品种选育的理论和实践概念。

一种简单、快速筛选水稻种胚脂氧合酶-3缺失体的新方法

根据水稻种胚脂氧合酶 3(LOX 3)催化产物的氧化特性 ,结合脂氧合酶的专一性抑制剂———去甲二氢愈创木酸 ,建立了筛选水稻种胚脂氧合酶 3缺失体的I2 KI比色法 ,并探讨其最佳实验条件 .与常用的单克隆抗体筛选技术相比 ,该方法具有准确、简单且成本低的特点 。

水稻脂氧合酶-3基因启动子的特性分析

从栽培水稻品种越光中克隆了水稻脂氧合酶-3基因(Lox-3)的启动子,长度为1343bp,其序列与日本晴对应的序列完全相同。生物信息学分析表明,该启动子序列中包含受信号诱导的元件(G-box)、温度响应元件(CCGAAA)和水分胁迫响应元件(CACATG)等顺式作用元件;进一步构建了Lox-3基因启动子与gus和gfp基因的融合表达载体并获得转基因植株,发现报告基因在转基因植株的根、茎、叶、花药、种胚及种皮中均有表达,在萌发种子的胚和胚芽中也有表达,但在胚乳中不表达。此外,经ABA、NaCl及人工陈化处理后对报告基因的表达进行了定量分析,发现这些非生物胁迫可能通过诱导启动子顺式元件致使报告基因表达活性增强。