外源C4-PEPC对水稻粒形和稻米品质及成分的影响

【目的】磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase，PEPC）参与植物碳代谢，并且在碳氮耦合代谢调节过程中扮演着重要角色。分析导入外源C₄-PEPC对水稻稻谷粒形和稻米品质及成分变化的影响，进一步阐明C₄-PEPC在C₃植物水稻中的作用。【方法】以航2号（对照）和转C₄-PEPC水稻为材料，采用万深SC-G型自动考种及千粒重分析仪分析稻谷的粒形，采用电镜扫描观察稻米内部淀粉粒结构，参照标准米质测定方法测定稻米品质(直链淀粉含量、胶稠度、碱消值)；同时，测定稻米中支链淀粉、蔗糖、可溶性总糖及碳氮的含量，并采用高效液相色谱法测定稻米中的氨基酸含量。【结果】粒形分析表明，与对照航2号相比，转C₄-PEPC水稻的谷粒明显较短较窄，其长、宽、周长及千粒质量也明显较小。电镜扫描显示，航2号淀粉粒排列紧密，而转C₄-PEPC稻米淀粉粒排列明显比较松散。转C₄-PEPC株系稻米中直链淀粉含量明显较低，而支链淀粉含量明显较高，胶稠度和碱消值与对照无明显差别，垩白率和垩白度降低，蔗糖和可溶性糖含量极显著降低。转C₄-PEPC稻米的总氮含量明显较低，其中天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸、胱氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等14种氨基酸含量明显较低，而其余3种氨基酸，即脯氨酸、异亮氨酸、色氨酸含量与对照无明显差别。【结论】导入外源C₄-PEPC后，水稻谷粒变小，淀粉粒排列松散，稻米中直链淀粉、蔗糖、可溶性糖、总氮及大部分氨基酸含量降低，而支链淀粉含量升高。

Effect of exogenous C4-PEPC on grain shape,quality and composition of rice (Oryza sativa)