摘要
穗发芽(Preharvestsprouting，简称PHS)是小麦生产上的世界性重要灾害。在收获期遭到阴雨天气或潮湿环境下，小麦穗上发芽可造成产量损夫达10％以上，籽粒储藏物特别是淀粉的分解，严重影响到小麦的加工品质，带来仓储时霉变等多方面的经济损失。穗发芽不仅降低产量而且严重劣化品质和种用价值，如何提高品种的抗穗发芽能力是小麦遗传育种研究长期面临的重要课题。 穗发芽是一个典型的受环境和基因型互作系统控制的复杂性状，但基因型控制的籽粒发芽能力是影响穗发芽的内在决定因素。基因型影响小麦穗发芽的因素极其复杂，其中种子休眠特性是影响穗发芽抗性的主导因素。植物激素，特别是脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)，在种子成熟及萌发过程中起着重要的调节作用。ABA诱导和维持胚休眠并抑制萌发，而GA可以解除休眠促进萌发。 ABA8’-羟化酶是ABA分解代谢途径中的关键酶。研究表明，拟南芥和大麦的ABA8’-羟化酶编码基因在休眠和不休眠种子间表达差异显著，休眠种子中ABA含量高于非休眠种子，且萌发速度明显推迟，该基因对种子萌发过程中ABA激素水平的变化起着重要作用，是影响种子从休眠向萌发阶段转化的关键基因。为了进一步证实大麦ABA8’-羟化酶基因HvABA8’OH-1是否与种子萌发密切相关，本研究将构建的大麦HvABA8'OH-1基因表达载体，转入拟南芥ABA8’-羟化酶基因Atcyp707a2的突变体，种子萌发实验结果表明：转基因植株种子萌发率已恢复到野生型水平，二者均明显高于突变体，说明HvABA8’OH-1的确是影响种子萌发的重要基因。同时，为了鉴定AtCYP707A2基因启动子表达的组织特异性，我们构建一个带GUS基因的载体转入Columbia野生型，染色结果表明，GUS在莲座叶和老叶的表皮毛上有较多的表达，在花瓣、柱头、花序的基部和外周也都有表达，比较符合基因芯片的结果。 ABA8’-羟化酶基因是进化上较为保守的一类基因，通过RNA干扰(RNAi)降低该基因在种子中的表达水平，可能会为人工调控种子萌发提供一条新途径。为此，利用水稻胚特异性启动子、HvAB48'OH-1基因的保守和特异序列分别构建了两个能转录形成发卡RNA的表达载体，并采用茎尖转化方法将其整合到小麦基因组内，以期通过RNAi沉默抑制小麦同源基因表达，达到增强种子休眠、延迟种子萌发的目的。经除草剂筛选和PCR检测最后得到27株T1阳性植株，转化率为4.57％，为下一步分析转基因植株种子的穗发芽抗性奠定了基础。
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