云南軟米“云恢290”直鏈淀粉含量相關(guān)基因的研究.pdf

1、稻米是人類的重要食物來源，消費(fèi)者對(duì)稻米的需求隨著人民生活水平的提高由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變。在加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)等稻米品質(zhì)性狀中，好的蒸煮食味品質(zhì)是當(dāng)前消費(fèi)者與遺傳育種學(xué)家都很關(guān)注的一個(gè)課題，直鏈淀粉含量(AC)直接影響稻米的蒸煮食味品質(zhì)，AC為10％-20％的水稻品種口感較好。水稻中的Wx是控制直鏈淀粉合成的主效基因，編碼顆粒結(jié)合淀粉合成酶(GBSS)，能夠直接影響胚乳和花粉中的AC。Wx第1內(nèi)含子+1位堿基G-T

2、突變會(huì)降低Wx前體mRNA的剪接效率，導(dǎo)致GBSS減少，最終降低AC。在非糯水稻品種中，依據(jù)Wx第1內(nèi)含子5'剪接位點(diǎn)G/T差異分成Wxa和Wxb。秈稻的Wx主要是Wxa，第1內(nèi)含子+1位堿基是G，AC一般介于24％-28％;粳稻的Wx基本為Wxb，第1內(nèi)含子+1位堿基是T，AC一般介于15％-20％。秈型常規(guī)稻云恢290是云南省農(nóng)科院糧作所從國際稻中選育出來的一個(gè)變異品系，食味品質(zhì)優(yōu)良，AC只有18.72％，屬于低AC品種，很有可能有

3、控制AC的新基因，可以用于選育品質(zhì)優(yōu)良品種。
　　首先，本課題對(duì)云恢290Wx進(jìn)行分析:用高利軍設(shè)計(jì)的分子標(biāo)記M-Wx對(duì)云恢290基因組DNA擴(kuò)增發(fā)現(xiàn)云恢290Wx基因第1內(nèi)含子5'剪接位點(diǎn)是GG;進(jìn)一步對(duì)云恢290Wx測(cè)序證實(shí)第1內(nèi)含子剪切處是GG，表明云恢290的低AC不是由于G-T突變?cè)斐傻摹y(cè)序還發(fā)現(xiàn)云恢290Wx存在一個(gè)CT10微衛(wèi)星片段，CT10與高AC品種有關(guān)（AC≥23％），屬于CT10的云恢290其AC卻只有18

4、.72％;云恢290Wx第9外顯子上有一個(gè)單核苷酸突變，從ATG開始第1085個(gè)核苷酸由T突變?yōu)镃，導(dǎo)致編碼的蛋白第362個(gè)氨基酸由天冬氨酸Asp變?yōu)榫彼酇rg，通過與已發(fā)現(xiàn)的Wx等位基因wx、Wxa、Wxb、Wxin、Wxop、Wx-mq、 Wxmw、WxHH、In5C、In5Del、In6C、In6T、Ex6A、Ex6C、D4063-1Wx和Wxhp產(chǎn)進(jìn)行序列對(duì)比，發(fā)現(xiàn)云恢290Wx是一個(gè)新的Wx等位基因，將它命名為WxYH290

5、，可能會(huì)通過影響GBSS的活性或者與淀粉顆粒的結(jié)合來影響直鏈淀粉的合成從而使云恢290表現(xiàn)為低AC。
　　之后，構(gòu)建云恢290×明恢63F2群體，測(cè)量F2群體137株水稻的AC，篩選到覆蓋整個(gè)基因組的123個(gè)多態(tài)性分子標(biāo)記跑群體，用MAPMAKER3.0和QTLNetwork軟件分析數(shù)據(jù)，在8號(hào)染色體上初定位到一個(gè)qLAC8，位于A51和A52標(biāo)記之間，離A51的距離是40cM，物理距離為149079-150300bp，A值為+1

6、.1926，加性效應(yīng)的遺傳力h^2(a)為6.19％。與8號(hào)染色體上已定位AC相關(guān)QTL對(duì)比，amy8，位于RM230-RM264之間，物理距離為108603-112077bp，LOD值為3.1，加性效應(yīng)為-1.85; qAC-8，位于R727-G1149之間，物理距離為138944-148544bp，LOD值為3.7，加性效應(yīng)為1;qAC-8-1，位于RM7356-RM7556之間，物理距離為147655-155542bp，加性效應(yīng)為

7、-0.71;qAC-8-2，位于RM23510-RM23579之間，物理距離為26723412-2750026bp，加性效應(yīng)為0.52;qAC8-3，定位至RM1235附近也就是156561bp，LOD值為2.118，加性效應(yīng)為0.39。qLAC8的物理距離149079-150300bp介于qAC-8-1物理距離147655-155542bp之間，可能qLAC8與qAC-8-1是來自不同材料的同一個(gè)控制AC的QTL，可能引起云恢290A

8、C下降，為遺傳品質(zhì)育種提供了新材料，有一定參考價(jià)值。
　　最后，對(duì)淀粉合成途徑基因AGPlar、AGPlso、AGPsma、Wx、SS-Ⅰ、SS-Ⅱ-1、SS-Ⅱ-2、SS-Ⅱ-3、SS-Ⅲ-1、SS-Ⅲ-2、SS-Ⅳ-1、SS-Ⅳ-2、SBE1、SBE3、SBE4、ISA、PUL-1和PUL-2，其他影響AC的基因Du1、du3、Ae、flo-1、flo-2和flo-3進(jìn)行表達(dá)分析。SS-Ⅲ-2位于8號(hào)染色體上5352105-5