趙 霏 任三娟 郭澤建 吳建國(guó) 包勁松 沈圣泉

(浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院1，杭州 310029)

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理系2，北京 100094)

外源鐵蛋白基因(Pea－Fer)對(duì)稻米品質(zhì)性狀的影響

趙 霏1任三娟1郭澤建2吳建國(guó)1包勁松1沈圣泉1

(浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院1，杭州 310029)

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理系2，北京 100094)

利用外源豌豆鐵蛋白基因(Pea－Fer)的轉(zhuǎn)化系Fer34及其受體親本粳稻(Oryza sativa ssp.japanica)品種秀水11(XS11)，經(jīng)過連續(xù)回交和自交，并結(jié)合GUS標(biāo)記基因輔助選擇技術(shù)，獲得了含有Pea－Fer基因的Fer34-XS11。該純系與原受體親本秀水11構(gòu)成一對(duì)近等基因系。以該對(duì)近等基因系為材料，研究外源鐵蛋白基因(Pea－Fer)對(duì)稻米主要品質(zhì)性狀的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在稻米外觀和蒸煮食用品質(zhì)方面，轉(zhuǎn)基因品系的外型、堊白、透明度、糊化溫度、膠稠度和直鏈淀粉含量等性狀與對(duì)照基本相同;在稻米主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面，轉(zhuǎn)基因品系除稻米籽粒中鐵含量比對(duì)照有顯著增加以外，其余檢測(cè)的礦質(zhì)元素、蛋白質(zhì)、氨基酸含量等都無顯著性差異;在稻米胚乳淀粉及其結(jié)構(gòu)方面，轉(zhuǎn)基因品系的淀粉黏滯性(RVA譜)、米飯質(zhì)地及其電鏡下淀粉粒結(jié)構(gòu)和排列等，均與對(duì)照相仿。可見，外源豌豆鐵蛋白基因(Pea－Fer)的轉(zhuǎn)入，主要提高了轉(zhuǎn)基因品系稻米籽粒中的鐵含量，但并未影響稻米的主要品質(zhì)性狀。

水稻 轉(zhuǎn)基因 豌豆鐵蛋白基因 蒸煮食用品質(zhì) 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) RVA譜 質(zhì)地性 電鏡

近年來，隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在水稻品種改良上得到了廣泛的應(yīng)用和迅速發(fā)展，并且已經(jīng)成功培育出抗蟲、抗病、抗逆、耐除草劑和改善營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因水稻［1］。然而，外源基因的導(dǎo)入可能會(huì)打亂水稻原有基因組，從而影響到與導(dǎo)入基因不相關(guān)的稻米品質(zhì)變異。這種現(xiàn)象在轉(zhuǎn)基因植物中常有發(fā)現(xiàn)，諸如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的纖維品質(zhì)綜合性狀變差，不能達(dá)到優(yōu)質(zhì)纖維育種的目標(biāo)要求［2］;高分子質(zhì)量麥谷蛋白亞基基因(HMW－GS)轉(zhuǎn)基因系小麥籽粒淀粉顆粒分布發(fā)生變化，淀粉持水性上升，峰值黏度、最終黏度下降［3］;cry1AB毒蛋白導(dǎo)入系水稻的淀粉糊化溫度升高［4］等。

在這些轉(zhuǎn)基因植物中，如果研究材料屬于轉(zhuǎn)基因食品，那么其食用安全性則是除轉(zhuǎn)基因目標(biāo)功能以外最關(guān)鍵的品質(zhì)因素。而轉(zhuǎn)基因食品的主要營(yíng)養(yǎng)成分與原親本之間的差異程度，就是衡量轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品食用安全性的重要指標(biāo)之一［5］。外源鐵蛋白轉(zhuǎn)基因水稻是一種新型營(yíng)養(yǎng)型富鐵水稻［6］，它作為特種食用稻米，其籽粒品質(zhì)直接與該新品種的應(yīng)用前景有關(guān)。而外源鐵蛋白基因?qū)?，雖然使得稻米籽粒中鐵含量顯著性提高［7－9］，但是該外源基因?qū)D(zhuǎn)基因系水稻籽粒的品質(zhì)性狀是否產(chǎn)生直接或間接影響，迄今還少有確切研究。

盡管隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究深入，有關(guān)轉(zhuǎn)基因植株性狀變異的報(bào)道日益增多。但由于轉(zhuǎn)基因當(dāng)代植株及其自交后代，發(fā)生變異的原因有多重，諸如可能是轉(zhuǎn)基因培養(yǎng)過程中非目標(biāo)基因無性系變異引起的;也可能是外源基因的導(dǎo)入破壞了受體基因的活性，影響了受體植株的代謝過程;還可能是由于轉(zhuǎn)基因表達(dá)，消耗了植株體內(nèi)的部分能量，打破了原有的能量供給和平衡，造成一些性狀表達(dá)所需能量的不足，使表型發(fā)生了變化［10－11］等，前者可以通過育種手段加以消除，后兩者則是外源基因?qū)胨a(chǎn)生的直接或間接效應(yīng)。因此，要確切研究和區(qū)分外源鐵蛋白基因?qū)胨竞螅瑢?duì)轉(zhuǎn)基因受體親本的稻米品質(zhì)性狀影響，即產(chǎn)生或引起的外源鐵蛋白基因直接效應(yīng)或間接效應(yīng)等，還是較為困難。

為避免由于轉(zhuǎn)基因植株再生過程中可能產(chǎn)生的無性系變異等諸多因素引起對(duì)穩(wěn)定轉(zhuǎn)基因純系稻米品質(zhì)性狀變異的干擾，本試驗(yàn)采用近等基因系研究方法［12］，即通過構(gòu)建具有遺傳背景基本相同、僅有一對(duì)外源鐵蛋白質(zhì)基因存在與否的一對(duì)近等基因系Fer34－XS11和XS11(CK)，比較兩者間在稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食用品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、淀粉組成和結(jié)構(gòu)及綜合口感、食味等方面的異同，客觀地評(píng)價(jià)外源鐵蛋白基因?qū)κ荏w水稻的稻米品質(zhì)影響，從而為轉(zhuǎn)基因富鐵水稻的深入研究和應(yīng)用提供理論根據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

浙江大學(xué)生物技術(shù)研究所與本實(shí)驗(yàn)室合作，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將豌豆鐵蛋白基因(Pea ferritin，Pea－Fer)轉(zhuǎn)化到粳稻品種秀水11中，獲得大量獨(dú)立轉(zhuǎn)基因植株［13］;并經(jīng)連續(xù)多代的自交純化、單株選擇，GUS分子檢測(cè)和稻米全鐵含量測(cè)定，篩選得到稻米鐵含量顯著高于秀水11(CK)的若干份Pea－Fer轉(zhuǎn)基因系［7－9］。

本試驗(yàn)再以原親本秀水11為輪回親本，Pea－Fer轉(zhuǎn)基因植株(Fer34)為非輪回親本，采用連續(xù)回交和自交法，并結(jié)合GUS組織染色檢測(cè)，在BC6F3得到了性狀穩(wěn)定，且?guī)в蠪er34插入位點(diǎn)的外源鐵蛋白基因(Pea－Fer)的秀水11(記為Fer34－XS11)，它與原輪回親本秀水11(XS11，CK)組成一對(duì)近等基因系。

1.2 試驗(yàn)儀器

MM301瑪瑙磨樣機(jī):德國(guó)Retsch(萊馳)公司;Agilent 7500a ICP－MS質(zhì)譜儀:美國(guó)安捷倫公司;THU35C試驗(yàn)用礱谷機(jī)、TM05C試驗(yàn)用碾米機(jī)、旋風(fēng)式磨粉機(jī):佐竹機(jī)械(蘇州)有限公司;NIRSystems 5000型近紅外谷物分析儀(NIRSystems):福斯近紅外系統(tǒng)公司;3－D型黏度速測(cè)儀(Rapid Visco Analyzer，RVA):澳大利亞 Newport Scientific儀器公司;TA.XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀:英國(guó)Stable Micro System公司;K575X/K575D噴金機(jī):英國(guó)Emitech公司;SUPRATM超高分辨率場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡:蔡司光學(xué)儀器(上海)國(guó)際貿(mào)易有限公司。

1.3 田間試驗(yàn)

田間試驗(yàn)于2009年夏季在浙江大學(xué)華家池校區(qū)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)(浙江杭州)進(jìn)行，試驗(yàn)田為小粉土，肥力中等，pH 6.8，有機(jī)質(zhì)36.2 g/kg，全氮2.1 g/kg，全磷0.4 g/kg，砂粒 16.5%，粉粒 50.2%，黏粒 33.2%。5月20日播種，6月20日移栽，單本插，插種規(guī)格25 cm×25 cm，兩次重復(fù)，每小區(qū)種植180株，田間管理及栽培措施同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。

1.4 PCR 檢測(cè)

參試水稻葉片基因組DNA的提取采用CTAB的方法［14］;檢測(cè)植株的外源鐵蛋白基因(Pea－Fer)PCR法，與徐曉暉等［9］相同，正義引物P1:5'－ATCTTGCTGTTCCTTCTGTTCC－3'和反義引物 P2:5'－ATTGTTGCGTTCTGCCACAC －3'，可擴(kuò)增出 Pea－Fer中的400 bp片段。

1.5 礦質(zhì)元素檢測(cè)

待測(cè)試樣用MM301型瑪瑙磨樣機(jī)粉碎備用。在分析元素含量之前，樣品在70℃下再烘干1次。所有樣品先在電熱板上200℃條件下完全碳化，后在550℃左右的馬弗爐中灰化6 h，冷卻后用5 mL體積比為1∶1優(yōu)級(jí)純鹽酸溶解灰分，并用超純水定量到50 g左右，最后用ICP－MS儀測(cè)定Fe、Mg、Ca、Mn、Zn 含量［15］。

1.6 外觀與蒸煮食用品質(zhì)鑒定

參試水稻在黃熟期進(jìn)行收割、脫粒、曬干，室溫下放置3個(gè)月后，其籽粒經(jīng)THU35C試驗(yàn)用礱谷機(jī)脫殼后，用TM05C試驗(yàn)用碾米機(jī)自動(dòng)碾磨，碾減率為10%左右，后取其中的一部分用旋風(fēng)式磨粉機(jī)磨成粉末，過100目篩。按中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)(NY147—1988)［16］進(jìn)行測(cè)定米粒長(zhǎng)、米粒寬、米粒長(zhǎng)/寬比、堊白粒率、堊白度、透明度、糊化溫度、膠稠度、直鏈淀粉含量等多項(xiàng)稻米外觀與蒸煮食用品質(zhì)性狀。

1.7 蛋白質(zhì)及其和氨基酸組成測(cè)定

蛋白質(zhì)含量測(cè)定:每個(gè)樣品稱取精米粉0.5 g，按中國(guó)人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2905—1982分析，重復(fù)3次。

氨基酸含量測(cè)定:參照吳建國(guó)等［17］的方法，利用NIRSystems 5000型近紅外谷物分析儀測(cè)定。各取精米粉3 g置于內(nèi)徑為35 mm石英窗的圓形樣品盒中，在波長(zhǎng)為1 100～2 498 nm的范圍內(nèi)，每隔2 nm采集一次反射強(qiáng)度(R)。每份樣品重復(fù)掃描32次，貯存于計(jì)算機(jī)中，取平均值，并轉(zhuǎn)化為1 g(1/R)。

1.8 淀粉黏滯性(RVA譜)測(cè)定

稻米淀粉黏滯性譜采用3－D型黏度速測(cè)儀(RVA)測(cè)定，用TCW(Thermal Cycle for Windows)配套軟件進(jìn)行分析。根據(jù)美國(guó)谷物化學(xué)協(xié)會(huì)(AACC)操作規(guī)程［18］，含水量為14.0%時(shí)，精米粉的樣品量為3.0 g，加蒸餾水25.0 mL。50 ℃下保持1 min;以恒速升到95℃(3.8 min)，保持2.5 min;再以恒速下降到50℃(3.8 min)，保持12.5 min。攪拌器在起始10 s轉(zhuǎn)動(dòng)速度為960 r/min，之后保持在160 r/min。

在RVA譜特征值包含最高黏度(peak viscosity，PKV)、熱漿黏度(hot paste viscosity，HPV)、冷膠黏度(cool paste viscosity，CPV)、崩解值(breakdown viscosity，BDV，最高黏度－熱漿黏度)、消減值(setback vicosity，SBV，冷膠黏度－最高黏度)和回復(fù)值(consistence value，CSV，冷膠黏度－熱漿黏度)等。黏滯性值單位用RVU(Rapid Visco Units)表示。

1.9 質(zhì)地測(cè)定

利用TA.XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定質(zhì)構(gòu)特性。用RVA測(cè)定完的樣品在4℃下放置12 h形成凝膠，并密封防止水分蒸發(fā)。用P/5探頭測(cè)定，直徑5 mm，測(cè)試速度2.0 mm/s，探入深度20 mm。根據(jù)用戶指南軟件 Texture Exponent 32(Version 4.0.8.0)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)得到以下表征米飯質(zhì)地狀況的評(píng)價(jià)參數(shù):硬度、黏度、凝聚性以及黏附性［18］。

1.10 胚乳內(nèi)淀粉粒電鏡掃描分析

取參試材料進(jìn)行胚乳內(nèi)淀粉粒電鏡掃描對(duì)比分析。觀察時(shí)，參照張?jiān)瓶档龋?9］方法，即用小刀輕敲糙米近中部，盡量讓其保持自然斷裂，制成厚度約1 mm左右的樣品，用導(dǎo)電膠粘附于樣品臺(tái)，置于噴金機(jī)上噴鍍一層極薄的碳和金，然后用掃描電鏡觀察和攝影。工作時(shí)，加速電壓200 kV，放大2 000倍拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 近等基因系外源鐵蛋白基因(Pea－Fer)PCR檢測(cè)

取Fer34－XS11和秀水11(CK)的葉片各12株，進(jìn)行外源Pea－Fer基因PCR檢測(cè)(圖1)，結(jié)果顯示，F(xiàn)er34－XS11的外源Pea－Fer基因完全純合，無任何分離現(xiàn)象。

圖1 Fer34－XS11和秀水11(CK)植株葉片PCR檢測(cè)

2.2 Pea－Fer對(duì)轉(zhuǎn)基因稻米鐵等5種重要礦質(zhì)元素積累的影響

對(duì)Fer34－XS11和秀水11(CK)稻米進(jìn)行了鐵、鎂、鈣、錳、鋅等5種重要礦質(zhì)元素的含量檢測(cè)(表1)。結(jié)果表明，F(xiàn)er34－XS11稻米鐵含量明顯高于秀水11(CK)，增量達(dá)40.2%。經(jīng)顯著性檢測(cè)，兩者差異達(dá)顯著水平。其余4種礦質(zhì)元素(鎂、鈣、錳、鋅)含量，F(xiàn)er34－XS11與秀水11(CK)較為接近，兩者差異不明顯?？梢娡庠磋F蛋白基因(Pea－Fer)導(dǎo)入水稻，其功效可以提高稻米鐵含量，但對(duì)鎂、鈣、錳、鋅等礦質(zhì)元素積累效應(yīng)作用不甚明顯。

表1 Fer34－XS11和秀水11(CK)稻米的5種重要礦質(zhì)元素含量/μg/g

2.3 Pea－Fer對(duì)轉(zhuǎn)基因稻米外觀和蒸煮食用品質(zhì)的影響

對(duì)Fer34－XS11和秀水11(CK)進(jìn)行了稻米外觀和蒸煮食用品質(zhì)的檢測(cè)(表2)。結(jié)果表明，從稻米外觀上看，F(xiàn)er34－XS11與秀水11(CK)的粒型相似，透明程度接近，兩者的谷粒長(zhǎng)、谷粒長(zhǎng)寬比、堊白率、堊白度、透明度等5項(xiàng)指標(biāo)均無顯著差異。從蒸煮食用品質(zhì)上看，F(xiàn)er34－XS11與秀水11(CK)在檢測(cè)的三項(xiàng)指標(biāo)(堿消值、膠稠度、直鏈淀粉)方面也較為接近，經(jīng)檢測(cè)，兩者間無顯著差異。綜上所述，Pea－Fer導(dǎo)入水稻，對(duì)稻米主要外觀和蒸煮食用品質(zhì)影響不大。就本試驗(yàn)而言，仍能保持原秀水11(CK)優(yōu)質(zhì)特性。2.4 Pea－Fer對(duì)轉(zhuǎn)基因稻米蛋白質(zhì)積累和氨基酸組成的影響

表2 Fer34－XS11和秀水11(CK)的稻米外觀和蒸煮食用品質(zhì)

對(duì)Fer34－XS11和秀水11(CK)的稻米用國(guó)標(biāo)法進(jìn)行蛋白質(zhì)含量檢測(cè)，并用近紅外光譜分析儀對(duì)其氨基酸組成作了分析(表3)。結(jié)果表明，F(xiàn)er34－XS11含蛋白質(zhì) 12.3%，略高于秀水 11(CK)11.65%，但經(jīng)顯著性分析后，未達(dá)顯著差異。受檢測(cè)的17種氨基酸，除了Asp、Tyr、Arg有略微差異外，其余15種氨基酸兩者均較為一致?？梢奝ea－Fer的導(dǎo)入，對(duì)稻米蛋白質(zhì)積累和氨基酸組成的影響也非常有限。

表3 和秀水11(CK)的稻米蛋白質(zhì)含量及其氨基酸組成/%

2.5 Pea－Fer對(duì)轉(zhuǎn)基因稻米淀粉黏滯特性(RVA譜)的影響

對(duì)Fer34－XS11和秀水11(CK)進(jìn)行稻米淀粉黏滯性RVA譜檢測(cè)(圖2)的結(jié)果表明，兩者間RVA譜帶非常接近，重合性好，在RVA譜6個(gè)參數(shù)性狀(最高黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、崩解值、消減值、回復(fù)值)均無顯著差異。這意味著Pea－Fer的導(dǎo)入，雖然對(duì)稻米鐵元素的積累產(chǎn)生變化，但對(duì)稻米淀粉結(jié)構(gòu)基本保持穩(wěn)定不變。

圖2 Fer34－XS11和秀水11(CK)的稻米R(shí)VA譜

2.6 Pea－Fer對(duì)轉(zhuǎn)基因稻米質(zhì)地的影響

對(duì)Fer34－XS11和秀水11(CK)用 TA.XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行米飯質(zhì)地檢測(cè)(圖3)，結(jié)果表明，兩者間質(zhì)地特征曲線走向一致，疊加后發(fā)現(xiàn)，前期(0～2.99 s)Fer34－XS11峰值較秀水11(CK)稍低，表明其硬度略低于秀水11(CK);而中、后期(2.99～14.9 s)兩者質(zhì)地特征曲線重合性良好，表明黏度、凝聚性以及黏附性等特征參數(shù)相同。綜合而言，Pea－Fer的導(dǎo)入，對(duì)米飯質(zhì)地影響不大，從而也意味著淀粉結(jié)構(gòu)保持較為穩(wěn)定。

圖4 Fer34－XS11和秀水11(CK)的稻米胚乳淀粉結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖(2 000倍)

2.7 Pea－Fer對(duì)轉(zhuǎn)基因稻米胚乳淀粉結(jié)構(gòu)影響的電鏡觀察

對(duì)Fer34－XS11和秀水11(CK)的籽粒淀粉顆粒進(jìn)行掃描電鏡觀察(圖4)。發(fā)現(xiàn)Fer34－XS11的淀粉顆粒形態(tài)與結(jié)構(gòu)與秀水11(CK)相似。二者的淀粉顆粒都呈多面體，且棱角明顯，同時(shí)，顆粒大小比較均勻。由此可見，Pea－Fer的導(dǎo)入并沒有對(duì)稻米籽粒淀粉超結(jié)構(gòu)造成顯著影響。

3 討論與結(jié)論

本研究對(duì)稻米外觀和蒸煮食用品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和淀粉結(jié)構(gòu)等分析，并比較鐵蛋白轉(zhuǎn)基因稻米與非轉(zhuǎn)基因親本稻米的品質(zhì)相關(guān)性狀間異同，表明兩者除籽粒鐵含量性狀外，米質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)上均具有等同性。而有關(guān)稻米中鐵含量的增高，正是所需目的基因引起的營(yíng)養(yǎng)增值，這對(duì)富鐵水稻的深入研究和應(yīng)用有益。

具體而言，盡管Pea－Fer基因的導(dǎo)入和表達(dá)，使得Fer34－XS11水稻籽粒中Fe含量顯著增加，但作為評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)的重要指標(biāo)而言，F(xiàn)er34－XS11稻米籽粒中堊白度、透明度、糊化溫度(堿消值)、膠稠度、直鏈淀粉含量、淀粉RVA譜、米飯質(zhì)地、淀粉粒微觀結(jié)構(gòu)，以及其他主要礦質(zhì)元素、蛋白質(zhì)含量和氨基酸組成等，與受體親本秀水11相比，均未發(fā)生顯著性變異。這說明Pea－Fer基因的導(dǎo)入和表達(dá)，在一定程度上提高了水稻植株體內(nèi)鐵蛋白的含量，并促使其通過調(diào)控亞鐵氧化酶的活性而提升對(duì)鐵的吸收，以無毒害的形式儲(chǔ)存起來，在稻米籽粒營(yíng)養(yǎng)積累時(shí)期流向籽粒，從而使得稻米籽粒中Fe含量顯著性提高［20］，但對(duì)籽粒中儲(chǔ)藏蛋白積累和氨基酸組成等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，并沒有不會(huì)顯著改變;對(duì)籽粒胚乳淀粉積累程度、直鏈淀粉和支鏈淀粉的組成、淀粉粒團(tuán)聚和排列結(jié)構(gòu)等亦無明顯影響。

試驗(yàn)檢測(cè)顯示Fer34－XS11稻米籽粒膠稠度大于60 mm，含直鏈淀粉16%，說明稻米柔軟性好，蒸煮時(shí)吸水率低，米飯柔軟，黏性較大，漲性小，冷卻后仍能維持柔軟的質(zhì)地，食味品質(zhì)較優(yōu);同時(shí)，F(xiàn)er34－XS11與對(duì)照品種XS11的RVA圖譜條帶以及米飯質(zhì)地條帶非常接近，重合性很好，證明其依然保持原受體親本秀水11良好的食味品質(zhì)，適口性好［21－22］。經(jīng)初步感官品嘗，無論米飯光澤、香味、口感、食味、適口性、冷卻后軟硬程度等方面，F(xiàn)er34－XS11與對(duì)照品種XS11均無明顯差異，且優(yōu)質(zhì)可口。此外，還發(fā)現(xiàn)該外源基因?qū)胨?，?duì)轉(zhuǎn)基因受體水稻的農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀也無顯著影響［23－24］。這為利用該特異外源鐵蛋白轉(zhuǎn)基因水稻，生產(chǎn)富鐵營(yíng)養(yǎng)大米，解決人類鐵缺引起的營(yíng)養(yǎng)不良問題，提供了良好的應(yīng)用前景。

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Effect of Pea－Fer Gene on Quality Characters of Transgenic Rice

Zhao Fei1Ren Sanjuan1Guo Zejian2Wu Jianguo1Bao Jinsong1Shen Shengquan1
(College of Agriculture and Biotechnology，Zhejiang University1，Hangzhou 310029)
(Department of Plant Pathology，China Agricultural University2，Beijing 100094)

A transgenic rice line of Fer34－XS11 containing Pea－Fer was backcrossed from donor parent(exogenous ferritin transgenic pure lines Fer34)and recurrent parent(Oryza sativa ssp.japanica)(Xiushui 11)successively with GUS detection method.The pure line and the former recipient parent(Xiushui 11)form a pair of isogenic lines，which were used to study the effect of Pea － Fer gene on main quality characters of the rice.It was found that the appearance of transgenic lines，chalkiness degree，transparency，gelatinization temperature，gel consistence and amylose content between the two kinds of rice are similar in the aspects of appearance，cooking and eating quality.Moreover，in the aspect of nutritional quality，the iron content of Fer34 － XS11 was significantly increased，but there was no significant differences in other mineral elements，protein and amino acid.Furthermore，the RVA profile，texture，the structure and pattern of the amyloplasts with scanning electron microscopic are the same as those of contrast.These results indicated that Pea － Fer gene in transgenic rice only improved the iron content，but could not cause the quality characters change compared with its original parent.

rice，transgenosis，Pea － Fer，cooking and eating quality，nutritive quality，RVA profile，texture，scanning electron microscopy

S511

A

1003－0174(2011)07－0001－06

浙江省科技攻關(guān)項(xiàng)目(2008C22075)，浙江省“8812”計(jì)劃(2007C12020－1)，農(nóng)業(yè)部行業(yè)專項(xiàng)“核技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用”(200803034)

2010－09－15

趙霏，女，1986年出生，碩士，水稻轉(zhuǎn)基因研究

沈圣泉，男，1962年出生，副教授，碩士生導(dǎo)師，水稻轉(zhuǎn)基因及分子育種