CN106701819B - 提高水稻糙米多胺代谢相关产物含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业技术领域，公开了一种提高水稻糙米GABA含量的方法，通过增加水稻多胺代谢通路的相关代谢物多胺物质的含量，从而实现增加水稻糙米中GABA含量的目的。可通过增强水稻种子糙米中多胺代谢通路中相关基因如精氨酸脱羧酶基因、鸟氨酸脱羧酶基因、多胺氧化酶基因或二胺氧化酶基因的表达；或者将水稻进行逆境处理，诱导水稻糙米中多胺相关代谢物含量的增加。本方法在更大程度上提高水稻糙米中的GABA含量，操作方便，效果明显。既可以用于一般正常胚水稻糙米，也可以用于巨大胚水稻糙米。

Description

提高水稻糙米多胺代谢相关产物含量的方法
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体为提高水稻糙米GABA含量的新方法。
背景技术
γ-氨基丁酸，简称GABA，是一种非蛋白的功能性氨基酸。GABA对人体具有非常重要的保健功能。已有报道显示，口服富含GABA的米胚芽能够改善具有更年期综合症妇女的失眠证、抑郁症以及植物神经功能失调症状(Okada等,J.Jpn.Soc.Food Sci.,2000,47(8):596-603)。美国学者Leventhal等2003年发表在世界著名杂志《Science》上的报道证实，GABA在衰老猴子中能改善视觉皮层的功能(Leventhal等,Science,2003,300(5620):812-815)。Hua等的进一步研究发现，在老年猫视觉皮层中，含有GABA的神经元密度和比例明显少于年轻的成年猫。他们推测，正是由于在年老动物中具有低水平的GABA递质而导致了视觉功能的退化(Hua等,Brain Research Bulletin,2008,75:119-125)。Ge等的研究认为，GABA在成年人大脑新形成神经细胞的突触电位整合中具有重要作用(Ge等,Nature,2006,439(7076):589-593)。杜娇娇等的研究发现，在脑瘫患儿血清中GABA含量显著低于对照组(P<0.05)。他们认为，GABA参与了脑瘫的病理生理过程，GABA是反映脑损伤程度的生化指标，并可能参与脑瘫的发病机制(杜娇娇等，中国伤残医学,2007,15(2):2-4)。目前还有研究报道证实，将富含GABA的稻米饲喂高血压和血压正常的小鼠，六周后检测发现，高血压小鼠的血压比原先降低了20毫米汞高，而正常小鼠的血压没有受到影响(Akama等,Transgenic research,2009,18(6):865-876)。最近有文献报道显示，GABA能够诱导α型胰岛细胞转化为能够产生胰岛素的β型胰岛细胞，为糖尿病治疗带来新的希望(Ben-Othman等,Cell,2017,168:1-13)。我国学者杨胜远等人在撰写“γ-氨基丁酸的生理功能和研究开发进展”的综述中也提到，GABA能够降低血压、促进睡眠、增强记忆力、抗焦虑，GABA的缺少还与大脑衰老、癫痫等神经***疾病的发生、出现生殖异常现象有关(杨胜远等,食品科学,2005,26(9):546-551)。在百度上关于GABA的生理作用中还提到，神经组织中GABA的降低也与老年痴呆等神经衰败症的形成有关；GABA能够促进乙醇代谢，能够解酒；GABA还具有防止皮肤老化的作用(http：/baike.***.com/view/405772.htm)。
GABA在动植物体内广泛存在，但GABA的积累会随着生物体年龄的增长和精神压力的加大而变得困难。因此，在日常饮食中，适当补充GABA将有利于人体健康。
水稻是世界上和我国最重要的粮食作物之一，至少是我国1/2人口餐桌上的主粮。目前随着人们生活水平的提高，百姓对自我健康问题越来越关心和重视。在吃饱的同时，如今人们更关注如何吃好，吃出健康。如果在我们平时食用米饭时就能够补充GABA，将会有助于人们的健康。
在近年来，随着高血压、糖尿病等各种心血管疾病发病率的提高，如何增加水稻糙米的GABA含量研究越来越受到重视。
早1994年，日本学者Saikusa等报道，将一般的正常胚水稻糙米浸水后，游离氨基酸组成会发生变化，其中以γ-氨基丁酸(即GABA)的积累最为显著(Saikusa等，Biosci.Biotech.Biochem.,1994,58(12):2291-2292)。张琳琳等认为，在糙米中GABA含量按胚变大倍数增加(张琳琳等,核农学报,20016,20(3):218-221)。因此，通过培育巨胚水稻也可以提高糙米的GABA含量(Seo等,Journal of the Korean Society for AppliedBiological Chemistry,2011,54(5):700-709；朴钟泽等,中国稻米,2009,15(3):34-35)。Liu等(2005)发现，将巨胚糙米浸水后，GABA含量又会明显增加。Liu等(2005)在更一步研究后认为，这主要是由于谷氨酸在谷氨酸脱羧酶作用下大量合成了GABA(Liu等,CerealChem.,2005,82(2):191-196)。
目前对于GABA在植物中积累的报道公认的观点是由谷氨酸(Glu)通过谷氨酸脱羧酶(GAD，EC4.1.1.15)脱羧合成而来(Choi等,J.Biochem.Mol.Biol.,1998,31:233-239；Park等,J.Biochem.Mol.Biol.,1999,32:339-344)。2007年，Akama等将谷氨酸脱羧酶同源基因中的OsGAD2 cDNA，以及截去C末端31个氨基酸后余下的cDNA片段：GAD2ΔC，然后将这两个片段在大肠杆菌实现表达。然后再将这两个片段分别与花椰菜花叶病毒35S基因启动子连接并转化水稻，经检测转化后愈伤组织中GABA含量发现，两种转基因水稻愈伤组织GABA含量都明显高于非转基因水稻(Akama和Takaiwa,J Exp Bot,2007,58:2699-2707)。在2007年研究基础上，Akama等又将GAD2ΔC片段与水稻胚乳特异性表达的谷蛋白GluB-1基因启动子连接构建表达载体，转化正常胚水稻获得转基因后代，结果发现，在转基因水稻谷粒中GABA含量提高非常明显(Akama等,Transgenic research,2009,18(6):865-876)。
现有技术并未完全揭示对于糙米中GABA积累的机理，是否也是通过谷氨酸脱羧酶对谷氨酸进行脱羧完成？对于一般正常胚糙米以及巨胚糙米浸水期间GABA含量会进一步提高的分子机制是否就如Liu等(Liu等，Cereal Chem.,2005,82(2):191-196))所认为的，是由于谷氨酸在谷氨酸脱羧酶作用下大量合成了GABA？
本发明揭示了水稻中，通过多胺代谢通路生成GABA的途径，以建立一种能够提高水稻糙米GABA含量的新方法。
发明内容
本发明旨在提供一种提高水稻糙米中GABA含量的方法。
本发明建立了提高水稻糙米GABA含量的新方法，其方案是通过增加水稻多胺代谢通路中相关代谢物的含量，从而实现增加水稻糙米中GABA含量的目的。
所述的多胺代谢通路的相关代谢物为多胺相关物质，包括腐胺、亚精胺、精胺、精氨酸和鸟氨酸中的至少一种。在植物中多胺物质主要是腐胺、亚精胺和精胺，腐胺含量在三者中一般最高。多胺代谢通路中的相关代谢物主要包括腐胺、亚精胺、精胺以及相关的前体物精氨酸、鸟氨酸等。
增加多胺代谢通路的相关代谢物(多胺相关物质)的方法有多种。方法有：
(1)增强水稻种子糙米中多胺代谢通路中相关基因的表达；或者，
(2)将水稻进行逆境处理，诱导水稻糙米中多胺相关代谢物含量的增加。
逆境处理的方法包括：干旱处理、浸水催芽处理或降低水稻种子成熟期环境温度。例如，通过改变水稻的种植环境，尤其是在水稻种植的后期，将水稻植株给予干旱处理；或者，改变环境温度，特别是在降低水稻种子成熟期的环境温度，可诱导水稻糙米中多胺相关代谢物含量的增加。在本发明的一个优选实施例中，水稻种子成熟期的环境温度为15～21℃，可显著提高水稻糙米中的GABA含量。
所述的多胺代谢通路中相关基因为精氨酸脱羧酶基因、鸟氨酸脱羧酶基因、多胺氧化酶基因或二胺氧化酶基因中的至少一种。所述的精氨酸脱羧酶基因为OsADC1、OsADC2或OsADC3基因中的至少一种；鸟氨酸脱羧酶基因为OsODC1、OsODC2、OsODC3基因中的至少一种；多胺氧化酶为OsPAO2、OsPAO6、OsPAO7基因中的至少一种；二胺氧化酶为OsDAO基因。
增强水稻种子糙米中多胺代谢通路中相关基因的表达，将可以增强多胺代谢通路中各种相关代谢物合成的调节基因、或结构基因导入水稻种子，通过转入外源基因的方法，培育能够在水稻种子糙米中多胺相关代谢物含量增加的转基因水稻。
所述的水稻为普通的正常胚水稻或巨胚水稻。例如，“超2-10”正常胚水稻或者“上师大5号”巨胚水稻。在巨胚水稻中效果更为明显。
本发明建立的提高水稻糙米GABA含量的新方法，不仅可以用于提高一般正常胚水稻糙米GABA含量，还可以用于提高巨胚糙米的GABA含量，或是在已导入GAD2ΔC片段提高了GABA含量糙米的基础上，再使用本发明，从而有望在更大程度上进一步增加水稻糙米的GABA含量。
本发明揭示了水稻中通过多胺代谢通路生成GABA的途径，建立了提高水稻糙米GABA含量的方法。这种方法可以在更大程度上提高水稻糙米中的GABA含量，操作方便，效果明显。该方法既可以用于一般正常胚水稻糙米，也可以用于巨大胚水稻糙米。
附图说明
图1为实施例1中，两种供试水稻种子发育过程中三个谷氨酸脱羧酶基因表达分析。
图2为实施例1中，两种供试水稻种子发育过程中三个精氨酸脱羧酶基因表达分析。
图3为实施例1中，两种供试水稻种子发育过程中三个鸟氨酸脱羧酶基因表达分析。
图4为实施例1中，两种供试水稻种子发育过程中三个多胺氧化酶基因表达分析。
图5为实施例1中，两种供试水稻种子发育过程中二胺氧化酶基因表达分析。
图1～图5中，Y轴为基因的相对表达水平(Relative expression lever)，X轴为水稻开花天数(Day after pollination)。**表示两种供试水稻相对表达量有极显著性差异P(<0.01)，*表示两种供试水稻相对表达量有显著性。
图6为实施例3中，两种供试水稻种子发芽后谷氨酸代谢通路以及多胺代谢通路关键酶基因表达分析。其中A为三个谷氨酸脱羧酶(GAD)基因分析；B为三个精氨酸脱羧酶(ADC)基因分析；C为三个鸟氨酸脱羧酶(ODC)基因分析；D为二胺氧化酶(DAO)基因及三个多胺氧化酶(PAO)基因分析。Y轴为基因的相对表达水平(Relative expression lever)，X轴为对应的基因种类。**表示两种供试水稻相对表达量有极显著性差异P(<0.01)，*表示两种供试水稻相对表达量有显著性。
具体实施方式
实施例1水稻种子发育中GABA含量积累的分子机制
精氨酸(Arg)可通过精氨酸脱羧酶(ADC)合成腐胺。鸟氨酸可被鸟氨酸脱羧酶(ODC)脱羧合成腐胺。多胺氧化酶(PAO)催化了亚精胺和精胺的反向合成，形成腐胺。二胺氧化酶(DAO)是从腐胺生成GABA的关键酶。
精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)、多胺氧化酶(PAO)和二胺氧化酶(DAO)分别属于多胺代谢通路中一些重要的酶蛋白。这些酶蛋白还各自具有一些同工酶成员。
取正常胚水稻“超2-10”和巨大胚水稻“上师大5号”作为试验材料，按照常规方法进行栽培种植。在水稻开花后的6天、10天、14天、18天、22天、26天和30天，取幼嫩种子的颖果(未成熟的糙米)，采用定量PCR方法，对多胺代谢通路中关键酶基因：OsADC、OsODC、OsPAO的不同同工酶基因成员：OsADC1、OsADC2、OsADC3、OsODC1、OsODC2、OsODC3、OsPAO2、OsPAO6、OsPAO7，以及OsDAO基因进行表达量分析。
谷氨酸在谷氨酸脱羧酶(GAD)作用下脱羧可形成GABA。在实施例1中，同时还选取了目前被公认对水稻种子GABA积累起作用的谷氨酸脱羧酶(GAD)的三个同工酶基因成员：OsGAD1、OsGAD2、OsGAD3一同进行基因表达量分析。
总体上，在两种水稻颖果中，三个谷氨酸脱羧酶基因OsGAD1、OsGAD2和OsGAD3在种子发育不同时期也有较高的表达量，但是在种子发育的后期，“上师大5号”巨胚水稻中三个谷氨酸脱羧酶基因的表达量都低于正常胚水稻“超2-10”(图1)。
在“超2-10”水稻中，精氨酸脱羧酶(ADC)基因和鸟氨酸脱羧酶(ODC)基因中的不同成员OsADC1、OsADC2、OsADC3、OsODC1、OsODC2、OsODC3，在水稻种子发育过程中的表达量都非常低，而在“上师大5号”水稻中它们的表达量比较高(图2和图3)。
多胺氧化酶(PAO)基因中的三个基因成员OsPAO2、OsPAO6和OsPAO7，在“超2-10”水稻种子发育早期表达量都很低，在种子发育晚期，OsPAO2和OsPAO7的表达量比早期提高。但在巨胚水稻“上师大5号”中，OsPAO2、OsPAO6和OsPAO7的表达量都比“超2-10”水稻高(图4)。
二胺氧化酶(DAO)是由腐胺到GABA代谢通路的关键酶。在“超2-10”水稻中，OsDAO基因的表达量在各个发育时期也都低于“上师大5号”巨胚水稻(图5)。
选取水稻在开花第26天和30天的颖果，利用氨基酸分析仪进行谷氨酸脱羧酶的底物谷氨酸(Glu)以及多胺代谢通路中精氨酸(Arg)和鸟氨酸(Orn)含量分析，同时还检测了γ-氨基丁酸(GABA)含量。利用HPLC方法，检测开花第26天和30天颖果的腐胺、亚精胺和精胺含量。
开花后26天和30天，在“上师大5号”水稻颖果的GABA含量都大约为60mg/100g，是“超2-10”水稻同时期的2倍。而作为合成腐胺底物的精氨酸和鸟氨酸，在“上师大5号”水稻中，含量也都极显著性高于“超2-10”水稻。特别是精氨酸，在‘上师大5号’水稻种子中有特别显著地提高，大约是“超2-10”水稻的5倍。在两种水稻两个时期的颖果中，都能够检测到谷氨酸，但是它们的含量都是“上师大5号”极显著或显著低于“超2-10”水稻(表1和表2)。
从两种供试水稻开花后26天和30天颖果中三种多胺物质的定量分析结果来看，“上师大5号”腐胺含量都显著大于“超2-10”水稻，并表现为大约提高2倍(表3和表4)。
表1两种供试水稻开花后26天氨基酸含量
Figure GDA0002891929210000071
注:数据用平均值±标准差表示(n＝3)。下同。
表2两种供试水稻开花后30天氨基酸含量
Figure GDA0002891929210000072
表3两种供试水稻开花后26天多胺含量
Figure GDA0002891929210000073
表4两种供试水稻开花后30天多胺含量
Figure GDA0002891929210000074
巨大胚水稻“上师大5号”是在正常胚水稻“超2-10”成熟胚离体培养过程中，发生单基因(巨胚基因)突变培育的(任永刚等，上海师范大学学报(自然科学版)，2011,40(3):289-294)。“上师大5号”和“超2-10”除了影响胚体积大小的基因有差异外，其他遗传背景都相同。已知在“上师大5号”巨胚水稻糙米中，GABA含量高于正常胚水稻“超2-10”，因此利用这两个水稻品种作为试验材料进行比较研究，可以更清晰地探明在水稻种子发育过程中，GABA积累的分子机制。
通过对两种水稻在开花后26天和30天颖果谷氨酸脱羧酶基因和多胺代谢通路中相关酶基因的表达分析，以及这两个代谢通路中相关物质的分析结果表明，水稻种子在发育过程中的糙米GABA含量积累，谷氨酸通路和多胺通路都有作用，特别对于巨胚水稻糙米GABA含量积累的贡献不是谷氨酸通路的作用，而是多胺代谢通途的作用。
实施例2环境改变引起多胺物质含量变化增强水稻糙米GABA含量的积累
Yang等(Yang等，J.Exp.Bot.,2007，58(6):1545-1555)发现在水稻叶片中多胺物质含量会在干旱情况下积累。已有较多报道认为，多胺大多会在逆境下积累。多胺也与植物应答环境胁迫相关，包括矿物质营养不足、渗透压和干旱、耐盐碱、低温、缺氧和环境污染等(Groppa等,Amino Acids.,2008,34:35-45；Alcazar等,Planta,2010,231:1237-1249；Gill等,Plant Signal Behav.,2010,5:26-33)。
本实施例是为了探索种植在不同年份的两种水稻，当它们的糙米GABA含量不同时，影响糙米中GABA含量的因素究竟是目前公认的谷氨酸通路的作用，还是与多胺代谢通路相关。
取正常胚水稻“超2-10”和巨大胚水稻“上师大5号”作为试验材料，分别在2013年5月至10月以及2014年5月至10月进行种植。两种水稻种植田块、种植方式、肥水管理等都完全相同。但是比较两年9月1日至10月25日正直两种水稻开花灌浆，即种子发育成熟阶段的温度发现，在2013年9月1日至10月25日，最高温度变动的幅度是18℃-34℃，最低温度变动的幅度是12℃-26℃。2014年同期最高温度变动幅度是21℃-31℃，最低温度变动幅度是13℃-23℃。比较2013年与2014年在两种水稻种子发育成熟时期的温度，2013年不仅温度变化范围较宽，而且在9月份共有14天温度超过30℃，而2014年9月份温度超过30℃的只有5天。比较这两年10月15日至25日正值水稻种子成熟期的温度发现，在2013年的这11天中的温度都比2014年同期温度低，其中有5天的温度比2014年同一天低5℃及以上。2013年这11天中的平均最高温度为21℃，平均最低温度为15℃，而2014年这11天中的平均最高温度为25℃，平均最低温度为17℃。
在种子成熟后取糙米，采用氨基酸分析仪检测糙米的氨基酸含量和GABA含量，同时采用HPLC方法分析糙米三种多胺含量。结果见表5。同一种水稻不同年份种植，糙米中GABA含量有差异。对于“超2-10”和“上师大5号”两种水稻糙米的GABA含量，都是2013年种植收获的糙米高于2014年种植收获的糙米。与2014年收获的糙米相比，在2013年种植收获的两种水稻糙米中，精氨酸含量、鸟氨酸含量、腐胺和亚精胺含量都有明显提高，尤其是三种多胺类物质上升的幅度特别显著，而谷氨酸含量反而都下降了。由此表明，不同年份种植的水稻由于生长环境温度的不同(2013年水稻灌浆初期，环境温度较高，但在种子成熟期，环境温度相对较低)促进了多胺通途中的代谢物含量的增加，由此促进了糙米中GABA的合成。
由本实施例结果表明，环境影响糙米中GABA含量积累的因素与多胺代谢通路相关。因此可以通过调节水稻种植环境的温度来提高糙米中的GABA含量。
表5两种水稻在不同种植环境温度下的水稻糙米氨基酸含量和多胺含量检测
Figure GDA0002891929210000091
实施例3糙米浸水处理提高GABA含量
取正常胚水稻“超2-10”和巨大胚水稻“上师大5号”作为试验材料。将水稻糙米在25℃环境用清水浸泡48小时，期间每隔12小时更换一次清水，48小时后将水沥干在28℃环境中进行催芽12小时。经过催芽后的糙米一部分冻于-80℃用于GABA代谢通路关键酶基因表达分析，一部分太阳下晒干，再置于烘箱中50℃烘干，4℃冰箱保存，用于利用氨基酸分析仪和HPLC进行氨基酸含量和GABA含量以及三种多胺含量分析。
谷氨酸脱羧酶基因OsGAD2在两种供试水稻中的表达量都非常低，但是另两个谷氨酸脱羧酶基因OsGAD1和OsGAD3，在两种水稻发芽糙米中都有表达，但它们的表达量在两种水稻中正好相反(图6A)。
精氨酸脱羧酶基因中的OsADC1和OsADC3在两种供试水稻中的表达量也都非常低，OsADC2的表达量在两种供试水稻中都比较高，但是OsADC2基因的表达量在正常胚水稻“超2-10”发芽糙米中要高于巨胚水稻“上师大5号”的发芽糙米(图6B)。
鸟氨酸脱羧酶OsODC1基因在两种水稻发芽糙米中的表达量都比另两种基因OsODC2和OsODC3高。比较两种水稻发芽糙米中三种鸟氨酸脱羧酶基因的表达量，在“上师大5号”发芽糙米中都高于“超2-10”发芽糙米(图6C)。
在两种水稻发芽糙米中，OsDAO基因表达量都比较高，但比较两种水稻发现，在“上师大5号”发芽糙米中的OsDAO基因表达量显著性高于“超2-10”(图6D)。
三种多胺氧化酶(PAO)基因中的OsPAO2和OsPAO7，在两种水稻发芽糙米中表达量都高于OsPAO6，并且OsPAO2和OsPAO7在“超2-10”发芽糙米中表达量都高于“上师大5号”水稻(图6D)。
比较两种水稻糙米在发芽前后氨基酸和多胺代谢物含量发现，除了精胺含量在发芽后的种子中少于发芽前，其他物质的含量都在发芽后有明显上升。在两种水稻中，发芽前后比较都是腐胺提高的幅度最明显(表6)。
表6两种水稻发芽前后糙米氨基酸含量和多胺含量检测
Figure GDA0002891929210000101
从两种水稻在发芽后谷氨酸代谢通路及多胺代谢通路中相关基因表达分析，以及两种水稻在发芽前后相关物质含量分析的结果表明，对于水稻糙米发芽中GABA含量的积累不仅与谷氨酸代谢通路相关，同时也与多胺代谢通路有关。
实施例4通过转基因操作调控多胺生物合成通路的酶蛋白基因表达量促进多胺相关代谢物的含量增加糙米GABA的积累
将可以增强多胺代谢通路中各种相关代谢物合成的结构基因，如精氨酸脱羧酶(ADC)基因中的三个成员OsADC1、OsADC2、OsADC3，或是鸟氨酸脱羧酶(ODC)基因中的三个成员OsODC1、OsODC2、OsODC3，或是多胺氧化酶(PAO)基因中的三个成员OsPAO2、OsPAO6、OsPAO7作为目的基因，同时选用能够在糙米中表达的启动子，如水稻各种谷蛋白基因启动子、或水稻球蛋白基因的启动子、或水稻蜡质基因的启动子等，构建过表达载体，导入水稻，获得含有如上外源基因的转基因水稻。再按照常规操作获得纯合转基因植株。在培育转基因水稻中涉及的根癌农杆菌培养、水稻转化及抗性愈伤组织筛选及植株再生和纯合材料的筛选主要参照李建粤等的方法进行(李建粤等，西北植物学报,2008，28:1082-1087)。
在转基因水稻开花时进行标记，在开花后第30天时取颖果进行转基因水稻目的基因表达分析，在水稻成熟后收获种子进行GABA含量检测。OsADC1、OsADC2、OsADC3基因在非转基因水稻颖果中的表达量都比较低，尤其是OsADC3基因，几乎不表达。对于一同转化了三个OsADC1、OsADC2、OsADC3基因的转基因水稻的颖果，只要当OsADC1基因的相对表达量与非转基因水稻的OsADC1基因的相对表达量比较，两者的比值超过100，在成熟的转基因水稻种子中的GABA含量比非转基因水稻提高100％。
采用如上同样的操作，获得同时含有三个鸟氨酸脱羧酶(ODC)基因中的三个成员OsODC1、OsODC2、OsODC3。同样在转基因水稻开花时进行标记，在开花后第30天时取颖果进行转基因水稻目的基因表达分析，在水稻成熟后收获种子进行GABA含量检测。OsODC1、OsODC2、OsODC3基因在非转基因水稻颖果中的表达量也都比较低。对于一同转化了三个OsODC1、OsODC2、OsODC3基因的转基因水稻的颖果，只要当OsODC1基因的相对表达量与非转基因水稻的OsODC1基因的相对表达量比较，两者的比值超过100，在成熟的转基因水稻种子中的GABA含量比非转基因水稻至少提高50％。
本实施例将主要以结构基因中的精氨酸脱羧酶(ADC)基因和鸟氨酸脱羧酶(ODC)基因为例说明如何利用转基因技术提高水稻糙米GABA含量的操作。
在此也可以将目的基因更换成其他能够增强多胺代谢通路中的结构基因，或是更换成能够增强多胺代谢通路的调节基因，按照相同的操作培育在糙米中多胺相关代谢物含量增加的转基因水稻，由此提高糙米的GABA含量。
实施例5在含有较高GABA含量的巨胚水稻基础上再进一步增加糙米GABA的积累
有报道显示，巨胚水稻糙米含有较高GABA含量，将可以增强多胺代谢通路中各种相关代谢物合成的调节基因、或结构基因，如精氨酸脱羧酶(ADC)基因、鸟氨酸脱羧酶(ODC)基因、多胺氧化酶(PAO)基因作为目的基因，同时选用能够在糙米中表达的启动子，如各种谷蛋白基因启动子、或球蛋白基因的启动子、或蜡质基因的启动子等，构建过表达载体，导入水稻种子，培育在巨胚糙米中多胺相关代谢物含量增加的转基因水稻，由此更进一步提高巨胚糙米的GABA含量。

Claims (1)

1.一种提高水稻糙米多胺相关代谢物含量的方法，其特征在于，步骤包括：
将水稻进行浸水催芽处理，诱导水稻糙米中多胺相关代谢物含量的增加，所述的多胺相关代谢物包括腐胺、亚精胺、精氨酸和鸟氨酸中的至少一种；所述的水稻为上师大5号或者超2-10。
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