低氧调控粳稻脂肪酸氧化酶LOX3表达机理研究

水稻脂肪酸氧化酶LOX3主要存在于成熟胚中，是催化脂肪酸氧化,导致稻谷陈化、品质劣变的关键酶。低温、低氧、高二氧化碳等环境因素能有效调控其表达，特别是低氧能显著抑制总酸、脂肪酸等陈化产物积累，但品种间表现差异较大，亟待从分子水平明确不同基因型水稻LOX3表达，及其受基因型和低氧调控机理。本研究首先选取60份代表性粳稻品种，通过低氧处理，测定LOX3酶活性、脂肪酸和挥发性气体组成及含量、食味、质构、RVA等，明确LOX3不同表达模式和各LOX3表达模式的储藏品质变化。再从每种LOX3表达模式中选出代表品种，进行基因及其调控序列差异分析，进一步设计并利用lox3分子标记，对60份粳稻进行基因型分型，根据分型结果验证控制LOX3表达的基因关键序列位点，明确LOX3表达调控的分子机理。同时，通过低氧与LOX3表达相关性分析，明确低氧调控LOX3表达机理。为水稻耐储藏分子育种-低氧保鲜提供理论基础。

水稻脂肪酸氧化酶LOX3主要存在于成熟胚中，是催化脂肪酸氧化,导致稻谷陈化、品质劣变的关键酶。低温、低氧、高二氧化碳等环境因素能有效调控其表达，特别是低氧能显著抑制总酸、脂肪酸等陈化产物积累，但品种间表现差异较大，亟待从分子水平明确不同基因型水稻LOX3表达，及其受基因型和低氧调控机理。. 本研究首先选取66份代表性水稻品种，通过低氧处理，测定测定其在0℃、20℃，1%、8%低氧和空气对照条件下LOX3酶活性、脂肪酸组成及含量、食味、质构、RVA等，明确LOX3不同表达模式和各LOX3表达模式的储藏品质变化；对低活性LOX3活性品种和高活性LOX3活性品种品种两种LOX3表达模式表明1%低氧对LOX3酶活性抑制作用显著，而8%O2对LOX3酶活性抑制作用具有波动性；虽然低活性品种初使期其脂肪酸等陈化产物含量较低，但其储藏期变化率明显高于高活性LOX3品种，低氧则能有效抑制这种变化率的差异；在0℃储藏条件下，1%低氧处理能有效抑制亚油酸的增加，而在高LOX3酶活性品种中8%低氧反而不利于亚油酸产量的抑制。在20℃储藏条件下，低氧对高LOX3酶活性品种亚油酸的调控作用更为显著，而对低LOX3酶活性品种8%氧储藏的调控效应更为适宜。根据不同基因型水稻储藏期大米RVA特征曲线变化情况，将不同基因型水稻淀粉粘滞性变化模式归为4类，第IV类为淀粉粘滞性各指标在储藏期变化较微小品种模型，该类基因型品种为理想的储藏品种，O2：CO2为5%：2%的气调条件能有效调控大米粘性、崩解值、粘度等的劣变。每种LOX3表达模式中选出代表品种，进行基因及其调控序列差异分析，首先确定了LOX3表达调控TTAAATCAACTTTTCG特异性序列位点，进一步设计并利用分子标记，对66份粳稻进行基因型分型，根据分型结果验证分子标记分类的保鲜效果，明确LOX3表达调控的分子机理，为水稻耐储藏分子育种—低氧保鲜提供理论基础。