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淀粉是水稻种子重要的贮藏物质和水稻胚乳的主要构成成分。淀粉的合成受到多种酶的调控,是一个复杂而精密的过程。淀粉合成异常会导致胚乳呈现局部不透明或完全不透明的性状,影响其品质。虽然已报道有多个调控淀粉合成的基因,但对淀粉合成的分子机制和调控网络的理解还不够全面。粉质胚乳突变体和垩白突变体是研究淀粉合成分子机制和调控网络的理想材料。在粳稻品种W017和N2两个化学诱变突变体库中,分别筛选得到稳定遗传的胚乳粉质、皱缩突变体b381和胚巨大、胚乳垩白的突变体N2-52。前期已克隆到b381的突变基因,本文对b381的候选基因功能进行了研究,并对N2-52进行了表型分析和突变基因的精细定位。本文主要研究结果如下:1.突变体b381表现为胚乳粉质皱缩,且有两条缢痕。图位克隆证实目标基因为OsRpoTp,编码一个质体RNA聚合酶,亚细胞定位显示OsRpoTp分布在叶绿体。2.实时荧光定量PCR和蛋白质免疫印迹分析表明,依赖核编码的质体RNA聚合酶（NEP）转录的质体RNA聚合酶（PEP）组分在转录水平和蛋白水平均降低。此外,b381突变体光系统功能基因psbA、psbD及cab表达下调,ATPase和NADH表达下调使呼吸途径受到抑制。3.对质体编辑位点和剪接位点分析发现,ndhA、ndhA-2、ndhB、ndhD、ndhG、rps14共六个位点的编辑效率改变,三个位点的剪接异常。4.酵母双杂实验共筛选出四个PPR蛋白和水稻MORF家族的两个蛋白与RpoTp互作。5.突变体淀粉合成途径酶中AGPS 2b蛋白量减少,SS Ⅱa、GBSSⅠ蛋白量增加。6.突变体N2-52成熟种子表现为胚巨大、垩白。突变体N2-52株高、种子垩白度、直链淀粉含量极显著高于野生型;结实率、千粒重极显著低于野生型;粒厚、脂肪含量显著低于野生型。扫描电镜观察N2-52垩白部分淀粉颗粒呈疏松的不规则排列。半薄切片观察发现N2-52造粉体分布疏松,且出现空泡。RVA分析显示N2-52胚乳淀粉的理化性质改变。7.利用N2-52和籼稻品种N22的F2定位群体,将突变基因定位于7号染色体短臂的一个42 kb的区域内,区间内共有五个开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）。对候选基因测序发现仅ORF3即已报道的GiantEmbryo（E,Os07g0603 700）,在其编码区第二个外显子的第1529个碱基由C突变为A,导致了翻译的提前终止。8.蛋白质免疫印迹分析显示,在突变体中四个淀粉合成相关酶蛋白积累量下降,一个酶蛋白积累量增加,因此N2-52的淀粉合成途径异常。蔗糖合酶活性测定显示突变体N2-52的酶活性显著高于野生型。综上所述,本实验筛选到一个胚乳粉质皱缩及叶片白化突变体b381,对突变基因的功能进行研究,初步完成了其功能的阐述,同时筛选到六个互作蛋白,为下一步基因功能的深入研究奠定了基础。GE基因的突变可能造成了淀粉合成受阻,改变了淀粉颗粒的结构。