水稻细胞壁降解过程中的多糖变化及OsCslF6基因的遗传转化研究

第一章水稻细胞壁降解过程中的多糖变化
　　降低木质纤维素转化可再生的燃料成本的首要障碍在于植物的抗降解能力，即细胞壁受到化学处理和酶解时所产生的抵抗力。当前，细胞壁抗体工具库是足够大而广泛的，通过抗体对抗原的特异性结合，能够检测植物细胞壁多糖的主要种类的表位。本研究通过让细胞壁多糖导向的单克隆抗体作为探针来具体分析细胞壁经过预处理及酶解过程中细胞壁纤维素、半纤维素、果胶多糖的结构变化，结合吸光度法己糖、戊糖、糖醛酸以及气相质谱测定半纤维素单糖含量的变化，揭示细胞壁各组分之间的联系。
　　主要结果如下:
　　1.碱预处理对纤维素的作用不明显，而酸预处理却能去除部分纤维素，与直接酶解的相比，预处理后酶解对纤维素的作用更加显著。酸碱预处理酶解都能够完全去除半纤维素和果胶的表位，说明酸碱预处理酶解对初生壁降解作用明显。
　　2.直接酶解只能够去除木葡聚糖的表位，同时也能够揭示在薄壁组织中掩盖的木聚糖，而对果胶的表位并没有明显作用。
　　3.在细胞壁的降解过程中，薄壁组织最先被降解，韧皮部随后被降解，除韧皮部外的维管束是最后被降解的组织。
　　4.在细胞壁的降解过程中，果胶是首先被去除的细胞壁成分，其次是木葡聚糖，最后是木聚糖，说明木聚糖的抗降解能力强于果胶以及木葡聚糖。
　　5.结合单糖释放量以及己糖、戊糖的释放量，相比较于野生型日本晴材料(NPB)，Osfc16材料在酸、碱预处理下都有更高的酶解效率，两个材料的戊糖、己糖及糖醛酸释放量趋势基本一致。
　　第二章 OsCslF6基因的遗传转化研究
　　混合糖苷键葡聚糖(MLG)是禾本科细胞壁半纤维素的重要成分。由于MLG含量的高低对人类膳食纤维的营养健康、生产生物乙醇可发酵的多糖、在啤酒酿造过程密切相关， MLG的合成机制受到大量的关注。MLG合成基因大多属于在糖基转移酶（glycotransferease，GT）家族中的纤维素合酶(CesA like，CSL)超家族中，其中CslF家族和CslH家族是两个禾本科特定的亚家族，有研究表明它们参与MLG的生物合成。在水稻中，CslF和CslH家族分别含有8个成员和3个成员，已有研究表明，CslF6基因是MLG合成中最重要的一个基因。本文就水稻CslF6基因功能进行了初步研究，主要结果如下:
　　1.构建了不同荧光蛋白标签（GFP和mCherry）OsCslF6基因超表达载体和互补载体，通过农杆菌介导转入水稻和拟南芥，筛选阳性转基因材料。这些材料将在后续研究中进行水稻细胞壁半纤维素MLG的含量、结构的分析，为进一步了解OsCslF6在水稻MLG合成中的功能提供了材料基础。
　　2.提取T0代OsCslF6超表达转基因水稻叶片的膜蛋白，通过GFP抗体，检测到的较弱的具有OsCslF6蛋白的条带，支持OsCslF6基因在质膜上调控MLG合酶的合成。
　　3通过把35S启动子以及自身启动子的OsCslF6基因载体农杆菌介导的转基因方法转入拟南芥，通过qRT-PCR分析拟南芥转基因植株的基因表达。与野生型相比，OsCslF6超表达转基因植株株高偏矮小，生育期延长。