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构成人体蛋白质的氨基酸有20多种,其中8种必需氨基酸是人和动物不能自身合成,需要从外界获取。赖氨酸和甲硫氨酸均为必需氨基酸,在稻米的营养品质中,赖氨酸和甲硫氨酸是主要的限制性氨基酸。这两种氨基酸在水稻胚乳中含量水平低,使得稻米蛋白质的其它氨基酸不能被人体充分利用。因此,提高稻米中的赖氨酸含量和甲硫氨酸的含量水平,可以提高稻米蛋白质的品质和利用率。本研究采用基因工程技术,将来自于四棱豆的高赖氨酸蛋白基因(Lys)和来自于芝麻的高甲硫氨酸蛋白基因(Met)同时导入到水稻中,使其在水稻的胚乳中特异性高效表达,以提高水稻稻米中的赖氨酸和甲硫氨酸的含量水平,从而达到改良稻米营养品质的目的。主要研究结果如下:1、克隆水稻谷蛋白基因Gt1的启动子。根据已发表的水稻谷蛋白基因的核苷酸序列,设计一对特异性扩增引物,从“日本晴”基因组DNA中PCR克隆出水稻谷蛋白基因Gt1的启动子序列,测序结果表明该序列长度为1314 bp,与原序列同源性高达99%,生物信息学分析结果表明克隆得到的Gt1启动子除了含有TATA框和CAAT框启动子基础作用元件,同时还含有在胚乳中特异表达所必需的正调控作用元件,如GCN4基序和AACA基序等,说明该启动子是谷蛋白启动子,具备调控蛋白基因在种子中特异性表达的能力。2、构建得到含有Lys和Met基因的双价植物表达载体p1300-Gt1-Met-Lys。该载体T-DNA区含潮霉素抗性基因hyg和双价基因;其中Met基因选用的启动子是Gt1启动子,Lys基因选用的启动子是GluB-1启动子。3、获得转Lys和Met双价基因水稻:采用农杆菌介导的方法,将p1300-Gt1-Met-Lys植物表达载体导入到水稻品种“台粳9号”,获得4株转基因植株,经PCR检测其中两株呈阳性。