第一部分：水稻等禾谷类植物淀粉合(成)酶基因家族的功能与进化 从水稻中克隆了8个淀粉合(成)酶基因，分别命名为OsGBSSⅡ,OsSSⅡ-1/-2/-3，OsSSⅢa/b和OsSSⅣa/b。这样连同已经报道的2个水稻淀粉合(成)酶基因(Wang et al.，1990；Baba et al.，1993)，水稻的淀粉合(成)酶基因家族由10个成员组成分成5个亚家族。利用RT-PCR、Western杂交和同工酶分析表明OsGBSSⅠ,OsSSⅡ-3，OsSSⅢb和OsSSⅣa主要在胚乳中表达，而OsGBSSⅡ,OsSSⅡ-2，OsSSⅢa和OsSSⅣb主要在叶片中表达。通过EST数据发现这种表达模式在其它禾本科植物如玉米、小麦、大麦、高粱和甘蔗等中是保守的。同时发现淀粉合成的其它相关基因如ADP-焦磷酸化酶、淀粉分支酶和淀粉脱支酶在水稻等禾本科植物中具有不同的同工型和不同的表达特性。这些数据表明在禾本科植物中淀粉合成相关基因都发生过倍增，并在进化途径中发生亚功能化，歧化成具有不同表达特性的两个组合：Group Ⅰ基因主要在胚乳中表达，而Group Ⅱ基因主要在叶片等组织，部分基因还在胚乳早期表达。根据这些实验数据我们提出了禾本科植物胚乳淀粉合成的两步模式：Group Ⅱ基因在胚乳发育的早期表达，合成临时性淀粉，Group Ⅰ基因表达与胚乳淀粉积累过程一致，山它们在胚乳合成贮藏性淀粉的主要部分。 第二部分:一个新的水稻短根基因编码葡萄糖氨-6-磷酸酰基转移酶参与维持根细胞形态 蛋白质的糖基化修饰是广泛存在的一种蛋白质转录后调节方式。糖基化修饰的蛋白质不仅分布在细胞外和细胞膜上，也存在于细胞质和细胞核中。蛋白质糖基化修饰的一个重要底物是UDP-N-乙酰葡萄糖氨(UDP-GlcNAc)。我们在从T-DNA插入的水稻转基因库中筛选根系发生和形态突变体时获得一个短根突变体NB208。NB208植株的一个重要特点是在室温(25℃)生长时根长只有3-5 cm，但是在高温(33℃)下生长时根长正常。遗传分析和分子鉴定表明这个突变体是由于T-DNA插入到水稻第9条染色体的一个BAC克隆(OSJNBA0066E19)位置引起。T-DNA的插入破坏了一个葡萄糖氨-6-磷酸酰基转移酶基因(OsGNA1)。OsGNA1是真核生物UDP-GlcNAc合成途径中的关键酶之一。在突变体植株的根中，由于UDP-GlcNAc的水平降低，导致O-GlcNAc修饰的蛋白质总量和部分N-糖苷键型糖蛋白减少和细胞骨架解聚。进一步研究显示NB208短根突变体不仅根的伸长受到抑制，根细胞出现质壁分离现象和细胞严重皱缩，根尖细胞活性降低，细胞分裂停止。这些结果说明蛋白质的糖基化修饰信号不仅在在调节根尖细胞发育而且在维持细胞渗透压和细胞正常形态方面也起着重要作用。