水稻粉质胚乳突变体ws的表型分析及基因克隆

摘要 从甲基亚硝基脲（1Methyl1Nitrosourea, MNU）处理的粳稻品种滇粳优1号突变体库中，筛选到一个稳定遗传的胚乳粉质突变体ws，其籽粒的千粒重、籽粒大小、总淀粉含量、直链淀粉含量等指标均降低，淀粉在尿素溶液中的膨胀能力减弱。对成熟及发育中的胚乳淀粉结构进行观察，发现ws突变体的胚乳中产生大量小而不规则排布的单淀粉颗粒。利用F2群体中分离出的92个隐性极端个体将突变基因连锁在第8染色体近着丝粒位置，随后共用2025个极端个体将目标基因定位于95 kb的区间。测序发现ws突变体中编码腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（Adenosine diphosphate glucose pyrophosphorylase, AGPase）小亚基S2的基因发生点突变，导致编码氨基酸的替换。基因表达分析发现，突变体胚乳中编码AGPase各亚基的相关基因表达量没有发生显著改变，而Western杂交分析显示突变体中AGPS2b的蛋白含量下降。同时，ws突变体的胚乳中AGPase活性下降为野生型的一半。研究结果表明，OsAGPS2的突变导致水稻胚乳中AGPase活性降低，从而影响了淀粉合成