Pea-Fer基因导入与表达对水稻植株和子粒重要矿质元素积累的影响

为研究外源豌豆铁蛋白基因(Pea-Fer)的导入和表达对水稻植株和子粒重要矿质元素的积累所产生的影响,本试验以原始受体亲本粳稻品种秀水11为轮回亲本,外源豌豆铁蛋白转基因纯系Fer34为非轮回亲本,采取连续回交,结合GUS标记基因辅助选择技术,在BC6F3获得含Pea-Fer的Fer34-XS11,它与秀水11构成一对近等基因系。并利用该近等基因系,研究Pea-Fer基因导入对水稻植株不同生长发育阶段(幼苗期、分蘖期、成熟期)的根、茎(叶鞘)、叶及子粒不同部分(谷壳、米糠、糙米、精米)的主要矿质元素(Fe、Ca、Mn、Zn)积累的影响。结果表明:外源豌豆铁蛋白基因(Pea-Fer)的导入,使得水稻植株在不同生长发育时期的根、茎(叶鞘)、叶等器官中的Fe含量较对照品种秀水11明显增加,而对于Ca、Mn和Zn的含量并没有显著影响;同时,水稻子粒中Fe含量积累也有较高提升,而Ca、Mn和Zn的积累却未出现显著变化。这为深入开展转基因富铁水稻新种质的研究和利用提供了一定依据。

外源铁蛋白基因(Pea-Fer)对稻米品质性状的影响

利用外源豌豆铁蛋白基因(Pea-Fer)的转化系Fer34及其受体亲本粳稻(Oryza sativa ssp.japan-ica)品种秀水11(XS11),经过连续回交和自交,并结合GUS标记基因辅助选择技术,获得了含有Pea-Fer基因的Fer34-XS11。该纯系与原受体亲本秀水11构成一对近等基因系。以该对近等基因系为材料,研究外源铁蛋白基因(Pea-Fer)对稻米主要品质性状的影响。结果发现,在稻米外观和蒸煮食用品质方面,转基因品系的外型、垩白、透明度、糊化温度、胶稠度和直链淀粉含量等性状与对照基本相同;在稻米主要营养品质方面,转基因品系除稻米籽粒中铁含量比对照有显著增加以外,其余检测的矿质元素、蛋白质、氨基酸含量等都无显著性差异;在稻米胚乳淀粉及其结构方面,转基因品系的淀粉黏滞性(RVA谱)、米饭质地及其电镜下淀粉粒结构和排列等,均与对照相仿。可见,外源豌豆铁蛋白基因(Pea-Fer)的转入,主要提高了转基因品系稻米籽粒中的铁含量,但并未影响稻米的主要品质性状。