水稻Δ1-吡咯啉-5-羧酸和腐胺代谢相关基因分离和功能分析

水稻香味成份的代谢和积累是稻米食味品质和营养品质的重要决定因素。遗传学和生化与分子生物学证据表明米香物质2-乙酰基-1-吡咯啉（2AP）的合成前体Δ1-吡咯啉可能存在两种独立的生化途径，即腐胺途径和Δ1-吡咯啉-5-羧酸途径。本研究将构建水稻中与Δ1-吡咯啉-5-羧酸和腐胺生物合成有关基因的过表达和RNA干扰载体，采用生物化学、分析化学、分子生物学以及转基因技术研究这些基因的生化和生物学功能，探讨水稻中Δ1-吡咯啉-5-羧酸和腐胺积累水平的改变对主要米香物质2AP代谢的影响，以深入解析和了解 2AP代谢途径网络及其生化基础，为稻米品质改良的分子设计提供理论基础。

水稻香味成份的代谢和积累是稻米食味品质和营养品质的重要决定因素。育种家早已将稻米香味作为一项重要的选育指标，对其香味成份2-乙酰基-1-吡咯啉（2AP）的代谢与生化途径的研究也是从事基础研究的学者们探索的重要课题。前期的研究表明稻米香味成份2-乙酰基-1-吡咯啉的产生与甜菜碱醛脱氢酶（BADH）的功能缺失密切相关。本研究采用生化与分子生物学以及转基因技术对水稻BADH基因家族和其他可能相关的基因的生化和生物学功能进行了解析，发现OsBADH2对香味物质的合成起主要作用，而OsBADH1对维持水稻植株的抗逆性发挥更重要的作用，主要是通过改变甜菜碱得积累量改变植株对逆境的耐受性。分子遗传的分析表明我国著名香型杂交水稻不育系“川香29A”的香味成分由OsBADH2位点控制，由此设计的分子标记辅助育种和分子设计育种策略广泛应用于香型杂交稻的选育中。