Affymetrix水稻芯片在水稻強弱勢穎花異步灌漿分子機制研究中的應(yīng)用

 

 

 

稻穗籽粒灌漿過程不是同步的，一個圓錐花序中穎花開花遲早與灌漿速率和粒充實率密切相關(guān)。先開的穎花（強勢穎花）灌漿速率和粒充實率高；后開的穎花（弱勢穎花）灌漿速率低，甚至不結(jié)穎果，因此弱勢穎花低的灌漿速率嚴重影響和限制了“超級”水稻產(chǎn)量。水稻灌漿過程實際上是一個淀粉積累的過程，受脫落酸（ABA）和乙烯等激素的影響，然而強弱勢穎花之間灌漿差異的出現(xiàn)是否與淀粉和激素合成相關(guān)基因的調(diào)控有關(guān)？有待于進一步研究。

 

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)朱國輝老師利用Affymetrix水稻芯片進行強弱勢穎花之間基因的表達差異分析，發(fā)現(xiàn)淀粉合成、ABA和乙烯合成相關(guān)基因的檢出信號均出現(xiàn)了2倍以上的差異變化，再結(jié)合分子生物學(xué)和生理生化實驗系統(tǒng)研究了ABA和乙烯對淀粉合成基因調(diào)控的影響。該文章發(fā)表在2011年三月Journal of Experimental Botany雜志上。其中基因芯片技術(shù)服務(wù)由上海伯豪生物技術(shù)有限公司/生物芯片上海國家工程研究中心（）完成。

 

本研究中，朱國輝老師利用Affymetrix水稻基因芯片研究了強弱勢穎花開花后3天和9天基因表達譜變化。在芯片中包含的51279個水稻轉(zhuǎn)錄本中，發(fā)現(xiàn)差異表達的基因與糖代謝、激素合成、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、光合作用等功能相關(guān)。水稻籽粒灌漿是淀粉積累的過程，因此在籽粒灌漿中淀粉合成相關(guān)基因決定了粒重。在糖代謝中，與淀粉合成途徑相關(guān)功能酶編碼基因大部分已知。因此文章重點關(guān)注灌漿期淀粉合成基因的表達差異。對淀粉代謝相關(guān)差異表達基因進行聚類分析和半定量實驗認為：SUS基因、UGPase 基因、AGPase 基因、GBSS基因、SSS基因、SBE基因、GPT1基因、BT1-2基因在籽粒灌漿速率和淀粉積累中有重要的作用。

圖1. 水稻灌漿期淀粉代謝相關(guān)基因?qū)哟尉垲惙治?/DIV>