刘爱秋[1]2003年在《分子标记辅助选择和转反义Wx基因改良稻米淀粉品质》文中提出品质改良是近年来水稻研究的重点之一。尽管各地稻米食用习惯有所差异，软而不粘的中等直链淀粉含量品种均为消费者所喜爱。然而，目前我国水稻品种尤其是籼稻品种多数直链淀粉含量过高，品质不佳。培育中等或略微偏低直链淀粉含量的籼稻新品种或杂交稻亲本已成为水稻遗传育种的最重要目标之一。 直链淀粉是在Wx基因所编码的颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)的催化下合成的。我们根据有关水稻Wx基因的最新研究成果，一方面，验证Wx基因“PCR-AccⅠ”分子标记的可靠性，并利用该标记的辅助选择技术改良稻米淀粉品质；另一方面，利用根癌农杆菌介导的遗传转化技术将反义Wx基因导入籼稻保持系，适当降低受体品种的直链淀粉含量，以探讨利用现代生物技术改良稻米淀粉品质的可行性和实际效果。主要结果如下： 1．用水稻Wx基因的PCR-AccⅠ分子标记检测方法，检测了106个水稻品种Wx基因第1内含子剪接供体+1位碱基是G或是T。同时，测定了这些水稻品种成熟种子的直链淀粉含量。结果表明该位置是G的水稻品种成熟种子中直链淀粉含量均较高，该位置是T的直链淀粉含量为中等或较低，该分子标记完全可以用于预测水稻品种或品系的直链淀粉含量。 2．对高直链淀粉含量水稻品种与中等直链淀粉含量水稻品种之间的两个杂交组合(冈46B×D香1B和珍汕97B×D香1B)F_2代的分析结果表明，Wx基因第1内含子剪接供体+1位碱基是G或是T与水稻种子中直链淀粉含量的高或低是共分离的，杂交组合(珍汕97B×D香1B)的F_2代基因型比例TT：GT：GG为1：2：1。 3．以直链淀粉含量中等的特优质籼稻保持系D香1B为优质Wx基因供体，采用PCR-AccⅠ分子标记辅助选择回交育种，对配合力高但直链淀粉含量也高的籼稻保持系冈46B的淀粉品质进行改良。通过将F_5、BC_1F_4、BC_1F_5、BC_2F_3、BC_2F_4、BC_3F_2等各世代选株的稻米直链淀粉含量化学实测结果与其Wx基因型(TT、GT或GG)进行对比分析，结果表明Wx基因的PCR-AccⅠ分子标记可有效地应用于杂交、回交育种中辅助选择优质Wx基因，以改良稻米淀粉品质。本研究已在BC_3F_2群体中筛选到5株与优质供体亲本D香1B Wx基因型相同的直链淀粉含量中等的纯合TT型目标植株。 4．通过农杆菌介导法，将水稻反义Wx基因导入高直链淀粉含量的籼型杂交水稻亲本保持系D62B和D702B，共获得了11株潮霉素抗性的转基因植株，其中D62B9株，D702B2株。同时，对影响转化频率的因素进行了初步探讨。
金亮[2]2009年在《水稻关联定位群体的构建及若干品质性状的关联分析》文中提出水稻的许多重要农艺性状如产量、品质、抗逆性等多表现为数量性状，是由多个基因和环境共同作用的结果，对其遗传基础的研究比较困难。水稻品种的改良有赖于所掌握资源的数量和对其农艺、品质等性状遗传基础的了解与掌握程度。近年来，随着基因组学的发展和生物统计软件的完善，特别是分子标记技术在遗传育种领域的广泛应用，以连锁不平衡(linkage disequilibrium，LD)为基础的关联分析(association analysis)方法的出现为水稻数量性状遗传的研究提供了新途径，也为作物的分子设计育种提供了新的思路，它与基于连锁作图的数量性状位点(quantitative trait locus，QTL)定位结果可相互验证、相互补充。本研究利用关联分析和QTL定位两种方法来研究稻米淀粉品质和营养品质性状的分子遗传基础，并利用分子标记辅助选择(marker assisted selection，MAS)进行稻米品质改良。其主要结果如下：1．利用全基因组上的100个微卫星标记(simple sequence repeat，SSR)，对广泛收集的416份水稻材料(包括地方品种、栽培品种和育种系)进行全基因组扫描，分析群体遗传多样性、LD状况和群体结构，以构建关联定位群体。结果表明这个群体具有广泛的遗传变异。基于模型的群体SSR数据遗传结构分析发现，该群体可划分为7个亚群体。整个群体中，62．8％的SSR位点之间存在显着的LD(P＜0．05)，而在各亚群中存在显着LD的位点占5．9～22．9％。测定了9个农艺性状，发现群体结构可解释6．2％～46．6％的变异，平均值为27．7％。这个群体可用于全基因范围上的SSR标记、候选基因与表型性状的关联分析。2．对淀粉品质性状与淀粉合成有关基因标记进行了基于群体结构的关联分析，结果表明在结构化的水稻群体中Wx SNP和Wx SSR与表观直链淀粉含量(AAC)、淀粉粘滞性(HPV、CPV、BD和SB)、凝胶硬度(HD)显着相关，是控制淀粉品质性状重要的位点。SSⅡa SNP与成糊温度(PT)显着相关，是控制PT的重要位点。Wx SNP、Wx SSR和SSⅡa SNP位点对于改良稻米淀粉品质有十分重要的意义。3．对淀粉品质性状与全基因组上100个SSR标记进行关联分析。结果表明，与5个淀粉品质性状显着(P＜0．001)关联的标记位点累计达到了21个。有5个SSR标记与AAC显着关联，不过这些位点的变异解释率都小于5％。其中，RM346与这5个性状都显着关联。位于第6染色体上的RM276对于PT变异的解释超过了10％。2个SSR位点(RM253、RM484)已有相应的QTL报道。这些SSR位点可能也是淀粉品质相关的基因。4．以籼粳互交加育293/Lemont的重组自交系(RIL)群体为材料，研究淀粉合成相关基因的SSR标记与淀粉品质性状的相关性。结果表明Wx和SSl(淀粉合酶1)基因的确与淀粉特性相关。而淀粉特性与SBEl(淀粉分枝酶1)等位基因没有相关性。5．通过两次回交和两次自交，并利用功能标记的辅助选择(MAS)，将来自品质优良保持系宜香B(有香味，低AAC、GT)中Wx-(CT)_(17)、SSⅡa-TT和fgr(8bp缺失)等位基因导入到品质较差Ⅱ-32B(高AAC，高GT，没有香味)中，以改良其品质。利用功能标记来选择具有Wx-(CT)_(17)、SSⅡa-TT和fgr等位基因型的植株。最终选出17株具有Wx-(CT)_(17)、SSⅡa-TT和fgr纯合基因型的株系。改良后的Ⅱ-32B具有香味和较低的AAC和GT。6．对稻米颜色参数和营养品质性状与控制种皮颜色的Rc、Ra，香味基因fgr、淀粉主效基因位点以及100个SSR标记位点进行基于群体结构的关联分析。结果表明，对于颜色参数性状，Ra、Rc确实是主效基因，而RM316可能是一个影响较大的位点。与3个营养品质性状显着关联的标记位点累计达到15个。对于多酚含量、类黄酮含量和抗氧化活性，Ra对表型变异解释率最大，都超过44％。而对于多酚含量和抗氧化活性Rc对表型变异解释率仅次于Ra，也分别达到了27．39％和23．09％。而RM316对于3个性状的表型变异解释率都超过10．0％，RM316可能是一个重要的未知的QTL。7．对本群体中361份白米材料的颜色参数及营养品质性状与100个SSR标记，以及fgr和淀粉主效基因位点进行关联分析。发现累计34个位点与5个颜色性状显着关联(P＜0．001)。不过各个位点的贡献率都比较小，表明在白米材料群体中，其颜色参数性状受微效多基因(位点)控制，其遗传方式比较复杂。对白米材料的营养品质性状的关联分析表明，累计6个位点与多酚含量和抗氧化活性性状显着关联(P＜0．001)，共解释超过30％的表型变异。没有检测到与类黄酮含量显着关联的位点。对于多酚含量RM336对表型变异解释率最大，为7．16％；对于抗氧化活性，只检测到一个显着关联的位点RM251，其表型变异解释率为6．10％。对于白米材料颜色参数以及营养品质性状的关联分析表明，颜色参数性状受多微效基因控制，而影响多酚含量和抗氧化活性位点的效应也较小。8．以典型的籼粳交窄叶青8号/京系17的加倍单倍体(DH)群体及其分子图谱，对稻米颜色参数、多酚、类黄酮含量以及抗氧化能力性状进行了QTL定位分析。在这个群体中，这些性状均呈连续性分布，并存在一定数量的超亲分离。对于5个颜色参数性状，总共检测出12个主效QTL，其中qL-2、qB-2和qC-2都位于第2染色体上的同一区域。对于多酚含量性状检测到3个主效QTL，分布在第2、4、12染色体上，总共解释超过43％的表型变异。对于类黄酮含量检测到3个QTL，分布在第2、11染色体上，总共解释超过26％的表型变异。对于抗氧化能力性状检测到3个QTL，分布在第1、7、11染色体上，总共解释超过32％的表型变异。
万映秀[3]2006年在《水稻淀粉生物合成途径中关键酶基因分子标记的开发及应用》文中研究说明稻米品质主要是指稻米的淀粉品质，因此淀粉品质改良是水稻优质育种的一个重要目标。淀粉主要由直链淀粉和支链淀粉两种类型组成，直链淀粉和支链淀粉含量的比例及支链淀粉的精细结构共同决定了稻米的淀粉品质。直链淀粉主要由Wx基因编码的颗粒结合型淀粉合成酶负责合成，目前人们对直链淀粉的遗传研究比较透彻，但就Wx复等位基因与水稻糊化温度(GT)、胶稠度(GC)之间的关系如何，Wx各复等位基因在对品质主要指标影响方面的相互关系如何，以及如何有效地开展水稻分子标记辅助品质育种等一系列问题还有待进行深入研究。支链淀粉合成过程比较复杂，主要由可溶性淀粉合成酶(SS)、淀粉分支酶(SBE)及淀粉脱分支酶(SDBE)协同催化合成，且每一种酶又有许多的同工型。由于支链淀粉合成的复杂性，以往人们对其研究较少。随着水稻基因组测序完成，籼稻93-11及粳稻Nipponbare的全基因组序列已经公布，通过比较籼、粳亚种相应基因序列，可获得这些基因的多态性区域，并据此开发序列标签标记，对饱和遗传图谱、图位克隆、基因功能分析、遗传多样性揭示等具有重要的作用。为此，本研究一方面分析了水稻Wx基因的遗传多态性与米质主要指标AC、GC和GT之间的相关性；另一方面开发了支链淀粉合成相关基因的序列标签标记，并分析了分支酶及脱分支酶基因遗传多态性与稻米淀粉理化性质间的关系。其主要结果如下： 1．基于水稻籼、粳亚种序列数据库比对，成功开发了9个标记，其中ADPG焦磷酸化酶基因(Agp)标记1个AP1280-EcoRV；淀粉分支酶Ⅰ基因(Rbel)标记4个，分别为RB2504B、RB3174、RB3828和RB10420-ACCⅡ；分支酶Ⅲ基因(Rbe3)标记2个，分别为RB1062和RB10637；异淀粉酶基因(Iso)标记1个Iso5980B及R酶基因(Pul)标记1个R114／113。 2．利用分支酶基因标记对供试材料进行检测，并分析Rbe1、Rbe3基因遗传多态性与稻米淀粉理化特性间的关系。结果表明：非糯材料中糊化温度变异主要与RB3828和RB1062揭示两个多态性位点的加性效应或非等位基因互作效应的控制，且可能受RB3174标记的遗传多态性位点相关；而非糯材料中胶稠度的变异可能受Rbe3基因超显性效应或加性效应控制；另外水稻糯性突变对淀粉理化特性的变异会产生显着性影响，即控制水稻糯性突变的基因可能是水稻淀粉理化性质变异的主效基因。
吴殿星[4]2001年在《标记辅助选择改良稻米淀粉品质》文中研究说明品质改良是近来水稻的研究重点。尽管各地食用习惯有所差异，软而不粘的中等AAC品种为消费者普遍所喜爱。我国水稻食用品质改良已取得了明显进展，但由于育种技术尚未取得突破，目前存在两大突出问题：很多常规早稻新品种、杂交水稻不育系和恢复系表观直链淀粉含量偏低，不适应市场要求；很多中等AAC品种食用品质仍较差。本研究通过研究反映淀粉外观、分子和理化叁方面特性的标记或指标，旨在建立一套综合辅助选择技术为食用品质改良提供技术保障。主要结果如下： 1．云雾性状是低表观直链淀粉含量（Apparent amylose content，AAC）育种材料特有的胚乳外观，其形成的生理基础与胚乳内淀粉粒的形态和结构关联。极端老化试验表明，降低种子水分和加速种子老化是快速识别云雾性状的两条重要途径。采用高温保湿预处理、变温烘干、太阳晒干和室内阴干等处理，发现在40℃下随处理时间的增加，低AAC品种的胚乳外观由透明状变为云雾状；45℃烘干和40℃保湿预处理有利于云雾性状的快速显现。综合考虑处理时间和种子发芽率，初步认为40℃保湿4h+40℃烘16h是识别胚乳云雾性状的最佳处理。以建立的方法处理，发现中低AAC杂交群体中呈现乳白色、云雾状、透明状和混合状的各类胚乳表现型。AAC与胚乳表型间关系密切：云雾状和乳白色的AAC一般较低，云雾状与低AAC早籼亲本相仿；透明状的AAC变幅较大，部分与中等AAC亲本相仿。遗传研究表明，胚乳云雾性状为一隐性性状，受单一隐性基因控制，与其相关的低AAC由一主效基因和若干微效基因控制。上述结果表明，在育种早期分离世代，可以云雾性状为外观标记特异性剔除低AAC育种材料。 2．采用粘度速测仪（Rapid Visco Analyzer，RVA）分析，发现以消减值和崩解值等RVA谱特征值为指标，不仅可区分品种AAC的高低，也可鉴定水稻食用品质的优劣。对影响RVA测定的主要干扰因子研究，发现高温烘干前处理和粉样虽影响测定结果，但并不影响对品种品质的评价，水质干扰效应轻微，样品量严重影响测定结果和品种鉴定。利用简化实用的分析体系，分析调查了低AAC品种（浙辐504）与中等AAC品种（IR64）杂交后代的RVA谱变异性。为探索亚种间或品种间淀粉粘滞性转移的可行性，对早籼稻与粳稻、爪哇稻、中籼杂交后代进行了评价。结果表明，由叁类供体衍生的低AAC材料间淀粉品质类似，但中等AAC品系的淀粉粘滞性因亲本间遗传距离不同存在显着差异：釉／舢杂交后代，易选择到与IR64相仿淀粉粘滞性的新品系；枷爪杂交后代，尽管频率较低，但仍可入选到与Lem。nt淀粉粘滞性相似的新品系；釉l粳杂交，因遗传障碍未筛选到与供体秀水 11淀粉特性相似的新品系。以 RVA辅助选择为手段，从龙特甫B／Lemollt和密阳46／Lemont回交群体筛选出淀粉品质改良的杂交水稻保持系和恢复系。 3．以WX UpZN85为引物，发现Wx基因微卫星标记不仅能区分出中低＊＊C的亲本或品种，也可测定新品系AAC类型和鉴定品系的遗传稳定性。遗传研究表明。Wx微卫星标记为共显性标记，在釉爪遗传背景下按孟德尔规律分离。采取综合辅助选择技术，对中低AAC杂交后代（295－Z10／Lemo叫按先控制直链淀粉含量后确定淀粉分子、理化特性的原则加以筛选，成功鉴定出与Lemont淀粉品质相仿的早舢新品系。以辐射当代为材料，研究发现在幼苗期可利用微卫星标记预测潜在的WX突变，并在随后的M。和M3胚乳突变得到了证实。 4．以胚乳外观标记研究空间技术诱发产生的水稻早熟突变体，成功筛选出几个云雾状突变体。对转基因Bt抗虫水稻鉴定发现，转基因品系的品质性状和成分未发生显着的变化，但个别品系的淀粉粘滞性完全不同，并在不同TRO来源的品系间发现TJ3NA插人的位置效应；采用相仿AAC的不同类型水稻和不同AAC的早舢稻为材料，研究了辐照对淀粉粘滞性、理化品质和淀粉粒的影响，结果表明辐照可产生改性的米粉和食用品质。以早舢糯稻品种越糯1号为轮回亲本，与粳稻秀水 11和爪哇稻 Lemont后代，凭借标记辅助选择成功构建 Wx近等基因系。
董国军[5]2009年在《分子标记辅助改良稻米品质》文中指出随着生物技术的发展和应用,农作物育种已从传统育种时代进入分子育种时代,其核心是借助与重要功能基因紧密连锁的分子标记,开展有利基因的剪切和聚合,培育在产量、米质、抗性等多方面突破的超级稻新品种,尤其是对一些多基因控制的、易受环境影响的复杂性状,如稻米品质性状及其多基因的聚合,分子育种有着常规育种无法比拟的优势,分子育种还可在早世代进行准确、稳定的选择。分子育种技术的这种优势被越来越多地应用于农作物品种改良中。本研究通过对“日本晴/93-11”的重组自交系群体及其遗传图谱的构建,获得了144个株系包含125个分子标记的遗传图谱,并初步分析了部分分子标记在该遗传图谱中的偏分离状况；基于该遗传图谱的构建,通过对重组自交系群体各株系的稻米品质相关性状的检测,完成了“日本晴/93-11”的重组自交系群体稻米品质相关性状的QTL分析,在水稻5条染色体上共检测到6个与稻米蒸煮食味品质相关QTL,但各QTL的LOD值和贡献率均较小；借助其它作物在淀粉合成代谢中的研究成果,结合生物信息学研究手段,明确了水稻淀粉合成代谢网络模式及其参与的酶或同功酶,获得了参与水稻淀粉合成代谢的29个主要基因及其编码序列；根据Blast的结果,鉴定出18淀粉合成相关基因在93-11和日本晴基因组结构上的差异,并发展了以PCR技术为基础的检测标记；通过回交结合分子标记辅助选择,将日本晴的淀粉合成相关基因导入93-11,经过5次以93-11为轮回亲本的连续回交和分子标记辅助选择,形成了以93-11为背景的淀粉合成相关基因的近等基因系,以及多基因聚合的近等基因系,通过对置换系及近等基因系的稻米品质检测发现,导入日本晴的淀粉合成基因能改善93-11的稻米品质,总体上说,导入日本晴的基因越多的株系,其蒸煮食味品质也越好,如导入5个日本晴基因的株系,其品质要优于导入4个或3个日本晴基因的株系；但也有部分置换系材料的稻米品质指标却劣于93-11,这可能由于籼稻93-11中也存在一些能提高稻米品质的淀粉合成相关基因；而将之用于杂交稻的测配,则获得了如广占63S/R7275等系列优异组合。本研究利用业已完成序列测定的93-11和日本晴的基因组信息,结合生物信息学分析手段,并利用分子标记辅助选择和回交转育技术来改良稻米品质,显着提高了轮回亲本的稻米品质和育种改良的周期,选配获得了部分优异组合,为水稻品质改良提供了一条新途径。
张士陆[6]2005年在《分子标记辅助改良中籼协优57直链淀粉含量的研究》文中研究说明协优 57 (协青早 A×057)是通过国家审定的叁系杂交水稻,其丰产性、抗病性、适应性均较好。但由于它的蒸煮食用品质较差,因此在生产应用中受到一定的限制,未能更大面积推广应用。因此改良它的蒸煮食用品质具有重要意义。其蒸煮食用品质较差的主要原因是其父本 057 的直链淀粉含量(Amylose content,AC)太高,因此有效降低 057 的 AC 是改良协优 57 蒸煮食用品质的关键。稻米的直链淀粉合成主要受蜡质基因(Wx 基因)的控制。利用 Wx 基因的分子标记进行稻米品质改良的研究已有报导,但在实际育种中取得成功的例子还较为鲜见。本试验选用 4 个优良品种为低AC 的 Wx 基因的供体,通过分子标记辅助选择和回交育种,不仅有效地降低了 057的 AC,且获得了一些优良品系和组合。主要研究结果如下:1. 057 的 AC 改良本试验以 4 个低 AC 的籼稻品种(R367,91499,盐恢 559,恢 527)分别作为 Wx 基因的供体,以 057 为受体轮回亲本,通过回交和 Wx 基因的分子标记 (PCR- AccⅠ)跟踪辅助选择,不仅有效降低了 057 的 AC,且基本保持了原有 057 的优良农艺性状。2.优良杂交组合的筛选选取回交后代中稳定改良株系与协青早 A 配制杂交组合。通过对 3 种 Wx 基因型的株系与协青早 A 所配组合的 AC 比较,结果显示:TT 基因型的株系与协青早 A 所配组合有 29 个,其中 8 个组合的 AC 等级达到优质稻谷国家标准的Ⅰ级水平,占 27.6%,达Ⅲ级以上水平的组合有 25 个,占 86.2%;GG 基因型的父本与协青早 A 所配组合有23 个,其中达Ⅲ级水平的组合只有 2 个,占 8.6%;GT 基因型的株系与协青早 A 所配组合有 10 个,其中达Ⅲ级水平的组合有 6 个;本试验中,GG 或 GT 基因型的父本与协青早 A 配制的组合中未检测到 AC 能达到Ⅱ级水平的组合,协优 57 的 AC 等级在本试验中也未达Ⅲ级水平。因此通过分子标记筛选 TT 基因型的改良品系能够有效改良其杂交组合的稻米品质。通过小区试验筛选到 3 个 AC 达国标Ⅰ级的组合和 1 个 AC 达国标Ⅱ级的组合。4个优良杂交组合产量较协优 57 都有所提高,其中 04ZH1185(协青早 A×04ZH086)和04ZH1218(协青早 A ×04ZH181)两组合株叶形态和粒型都与协优 57 极为相似;04ZH1291(协青早 A×04ZH446)和 04ZH1306(协青早 A×04ZH495)两组合在株叶形态上与协优 57 较相似,但粒型较协优 57 长,符合优质米的长宽比要求,其外观品质较协优 57 有较大改善。 对 4 个组合和 4 个改良株系以协优 57 及 057 为对照,进行蒸煮试验,对米饭初步观察和品尝显示:057 的米饭干燥而蓬松,冷后回生;协优 57 的米饭较干燥蓬松,
李刚[7]2008年在《水稻淀粉合成相关基因分子标记的开发及稻米淀粉RVA谱特征与品质性状的相关性研究》文中提出水稻是世界上最重要的粮食作物之一,世界半数以上人口赖以为生。淀粉是稻米的主要成分,占糙米组成的90%左右,也是稻米加工品质、蒸煮品质和食味品质的主要决定因素。其品质改良特别是食味品质改良已成为水稻育种的重要内容。淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成,两类淀粉所占的比例及支链淀粉的结构共同决定了稻米淀粉品质。直链淀粉是由Wx基因编码的颗粒结合淀粉合成酶(Granule bound starchsynthase,GBSS)以ADP-葡萄糖为底物催化合成的。直链淀粉含量(amylose content,AC)是评价稻米品质的一个重要理化指标,与蒸煮食味品质有着密切的联系。但是,具有相似AC的品种,其食味品质仍存在很大的差异,这种差异的表现之一就是在RVA谱的特征值上。许多研究表明,RVA谱可以用来评价稻米食味品质,AC与RVA谱的评价相结合可以提高后代选择的准确率。支链淀粉由可溶性淀粉合成酶(Solublestarch synthase,SSS),淀粉分支酶(Starch branching enzyme,SBE),去分支酶(Debranching enzyme,DBE)以ADP-葡萄糖为底物协同催化合成,其中每一种酶又具有多种同工型(isoform),因而支链淀粉生物合成过程相当复杂。目前,关于Wx基因的遗传调控机理及其对稻米品质的影响已有许多报道,但是关于支链淀粉相关基因对稻米品质的影响及它们的遗传调控机制研究较少。随着水稻基因组测序完成,籼稻品种93-11及粳稻品种日本晴的全基因组序列已经公布,通过比较籼、粳亚种相应基因序列,获得多态性区域,并基于这些多态性位点开发序列标签标记,对饱和遗传图谱,图位克隆、基因功能分析、遗传多样性的揭示等具有重要的作用。据此,本研究发展了淀粉合成主要相关基因的分子标记,并分析了这些基因对稻米淀粉理化特性的影响。此外,还对稻米淀粉RVA谱特征与品质性状的相关性作了分析。主要研究结果概括如下。1.基于水稻籼、粳亚种数据库比对,成功开发了淀粉合成相关基因的15个分子标记。包括Agp基因标记2个(RB110、RB120);Sbe1基因标记6个(RB816、RB814、RB815、RB811、RB3828、RB2504);Sbe3基因标记3个(RB821、RB822、RB823);SSⅡa基因标记(RB924)、SSⅡc基因标记(RB925)、Iso基因标记(RB712)与Pul基因标记(R114/113)各一个。其中RB110、RB120、RB814、RB815、RB3828、RB821、RB822、RB823、RB712为内含子标记;RB816、RB2504、R114/113为启动子标记;RB811、RB925为外显子标记;RB924是SSⅡa基因第10外显子下游约500 bp处发展的标记。2.分支酶基因Sbe1与She3标记可将供试材料划分成16种基因型;Agp基因标记、SSⅡc基因标记、Pul基因标记可分别将供试材料划分成3种基因型;SSⅡa基因标记、Iso基因标记可分别将供试材料划分成2种基因型。3.根据各基因标记所划分的基因型,对102份非糯材料淀粉理化特征值的差异进行方差分析。分支酶基因标记所揭示的不同非糯材料间,各淀粉理化特征值整体上差异不显着,说明这些标记所揭示的分支酶基因等位性变异位点对非糯稻米的淀粉理化特性影响不显着;Agp基因标记所揭示的遗传多态性位点与热浆黏度(HPV)、冷胶黏度(CPV)、直链淀粉含量(AC)的变异有显着的相关性,且基因型为ab的材料表现出AC相对较高的特点;SSⅡc基因(ALK)的等位性变异对不同品种稻米的糊化温度影响显着,表现出基因型A＜基因型K＜基因型B的糊化温度。4.通过对106份水稻材料稻米外观品质、蒸煮理化品质和RVA谱特征值的测定,分析了RVA谱特征值与各项品质指标的相关关系。RVA谱特征值与外观品质中的垩白率关系最为密切,其中垩白率与崩解值(BDV)和消减值(SBV)的相关系数分别为-0.43**与0.40**;RVA谱特征值与低直链淀粉含量(AC)的品种和糯稻品种的蒸煮理化特性相关性显着或极显着,与高、中等直链淀粉含量的品种相关性不显着,糯稻品种的AC与RVA谱特征值除BDV和SBV外,其余指标相关性均达0.85以上。由此认为,水稻品种的AC越低,AC与RVA谱特征值的关系越密切。
韩月澎[8]2004年在《稻米淀粉合成相关基因对品质的影响及分支酶基因Sbe1、Sbe3克隆与分析》文中认为水稻是世界上最重要的粮食作物之一，世界半数以上人口赖以为生。淀粉是稻米的主要成分，占糙米组成的90％左右，也是稻米加工品质、蒸煮品质和食味品质的主要决定因素。因此，淀粉品质改良是水稻育种的一个重要目标。淀粉分直链淀粉和支链淀粉，两类淀粉所占的比例及支链淀粉的结构共同决定了稻米淀粉品质。直链淀粉由蜡质基因(Wx)编码的颗粒性结合淀粉合成酶(granule-bound starch synthase，GBSS)负责合成。支链淀粉由可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶和脱分支酶协同催化合成，每一类酶又有许多同工型，因而支链淀粉生物合成过程相当复杂。目前，关于Wx基因的遗传调控机理及其对稻米品质的影响已有许多报道，但是关于支链淀粉相关基因对稻米品质的影响及它们的遗传调控机制研究较少。水稻基因组研究近几年发展迅速，已公布了籼稻品种93-11和粳稻品种日本腈的全基因组序列。基因组的研究加速了水稻重要农艺性状基因的分离，同时也为发展基因标签分子标记进行基因功能研究提供了条件。据此，本研究发展了淀粉合成主要相关基因的分子标记，并分析了这些基因对糯稻品种淀粉理化特性的影响。此外，本试验还构建了优质水稻品种苏御糯基因组BAC文库，分离和分析了淀粉分支酶Sbe1和Sbe3的结构基因序列。主要研究结果概括如下。 (1)比较了籼、粳两个糯性突变品种与原亲本品种淀粉的理化特性。结果显示糯性突变后除了直链淀粉含量显着降低外，淀粉的糊化温度变高、胶稠度增大、RVA谱(rapid viscosity analyzer)参数下降，RVA谱参数降低的幅度从高到低依次是消减值＞回复值＞冷胶粘度＞热浆粘度＞最高粘度＞崩解值。表明控制直链淀粉含量的Wx基因对淀粉糊化特性和粘滞性是有影响的，存在多效性。同时，两个糯稻品种之间的RVA谱差异较大，其中崩解值和最高粘度差值均大于糯性突变对它们的影扬州大学博士学位论文响，说明除直链淀粉外，支链淀粉也影响理化特性。对Wx位点鉴定的结果显示扬辐糯4号wx基因第一内含子剪切位点十l位的碱基由原品种G突变成了T，扬糯2号与其原品种相同均T;两个糯稻突变品种wx基因前导区的(C T)n微卫星重复序列与原品种相比都发生了变化。 (2)依据水稻釉、梗亚种之间序列差异发展的分支酶基因1(Sb。1)和分支酶基因3(Sbe3)的分子标记，对40个糯稻品种的分支酶基因型进行了检测。同时，对wx基因第一内含子剪切位点上游的(CT)。重复序列也进行了检测，并进一步分析了wx基因和分支酶基因对糯稻淀粉粘滞特性的影响。结果表明:糯稻品种wx基因(CT)。重复序列有四种类型，即(CT)16、(CT)17、(CT);8、和(CT);9。wx基因对糯稻淀粉粘滞特性没有影响。40个糯稻品种的Sbel和Sbo3位点有5种基因型，且基因型方差可解释热浆粘度、冷胶粘度的表型变异方差的70%左右、最高粘度和回复值的40%左右。 (3)在异淀粉酶基因Isa、支链淀粉酶基因pul的两侧发展了新的分子标记，并对40个糯稻品种的脱分支酶基因型进行了检测，结果表明Isa基因位点存在两种等位基因，一种是典型的釉稻型，另一种是典型的粳稻型。Pul基因位点存在下列叁种等位基因:一种是典型的釉稻型，第二种是典型的粳稻型，第叁种是重组型或嵌合型。40个糯稻品种的Isa和尸ul位点有5种基因型。对可溶性淀粉合成酶基因ss:I启动子区的微卫星多态性检测结果表明，40个糯稻品种5551位点存在3种等位基因，且釉稻品种叁种等位基因都有，而所有粳稻品种只存在一种等位基因。脱分支酶的5种基因型的糯稻品种间，以及可溶性淀粉合成酶1的3种基因型的糯稻品种间在淀粉理化特性方面都存在显着差异。 (4)Sbe]、Sbe3、5551、Isa和pul等5个基因位点一起可解释40个糯稻品种最高粘度、热浆粘度、冷胶粘度和回复值等粘滞特性表型变异方差的70一80%，消减值和崩解值的30%以上，胶稠度和糊化温度的50%左右，这表明了淀粉合成相关基因共同决定了糯稻品种的淀粉理化特性。 (5)优质水稻品种苏御糯基因组BAC文库包含36，O%个克隆，平均外源DNA插人片段大小rookb左右。水稻单倍体基因组按430Mb计，那么该文库大约韩月澎:稻米淀粉合成相关基因对品质的影响及分支酶基因sbe]、she了克隆与分析3相当于8倍水稻基因组大小，也就是说，该文库包含任何一段DNA序列的概率在99%以上。用位于淀粉合成相关基因位点的STS标记对此BAC库进行了检测，结果表明Sb‘I、Sb叮、5551、Isa、和尸ul基因位点标记分别检测到的阳性超级池数目分别为4、6、7、6和8个，平均每个标记检测到6.2个阳性BAC克隆，这表明该基因组BAC文库可很好地用于基因分离等遗传研究。 (6)分离和测序了苏御糯sbol基因，包括起始密码子上游2474bP，编码区和终止密码子下游1 70lbp，总长l一447bp。该基因包含14个外显子(exon)，13个内含子(intron)，且第2内含子很长，达2.2kb。起始密码子上游一65bP和一135bP处分别有一个丁诱JA框(TArA box)和CAAT框(CAAT box)。起始密码子上游一173bP、一188bP和一243bp处各有一个G一box框。测定了苏御糯Sb叮结构基因序列，包括起始密码子上游1017bp，编码区和终止密码子下游1894bp
杨瑞[9]2010年在《利用含有双份反义蜡质基因拷贝的表达载体改良水稻食味品质的研究》文中提出稻米食味品质是水稻的重要性状,食味品质的好坏在很大程度上是由食用稻米的淀粉决定的。稻米淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成,是在一系列酶的作用下合成的,主要包括：ADPG焦磷酸化酶、淀粉分支酶、淀粉去分支酶、颗粒凝结型淀粉合酶(GBSS)、可溶性淀粉合酶。直链淀粉和支链淀粉的比例(一般可用直链淀粉含量衡量)是决定稻米食味的重要因素之一。其中,GBSS催化直链淀粉的合成,而GBSS是由Waxy基因编码,所以Waxy基因是研究稻米食味品质的重要基因之一。利用生物技术改良水稻食味品质仍是当前研究的热点,目前的报道主要是利用分子标记辅助选育和转anti-Waxy基因两类。本研究利用根癌农杆菌介导的共转化方法,将含有双份anti-Waxy基因拷贝的表达载体p13AWY-2和含有hpt抗性筛选基因和gus报告基因的pCAMBIA1301载体共转化两系不育系水稻261S,共有66块抗性愈伤组织分化出苗。对T0植株进行PCR分析,结果显示,在分化出苗的66个转化子中共获得了9个共转化子,共转化率为12%。对8个存活的共转化子的T1代植株进行性状观察和遗传分析,结果显示,有5个转化子：B2、B3、B17、C8和D2部分糙米呈蜡质状,D19、D8、C6糙米则为正常非蜡质性状,且B3、C8和D2的T1种子蜡质突变体与正常种子经x2检测符合3：1的分离比。通过对T1代种子GUS活性检测,以及对T1植株的PCR检测,筛选出不含有hpt基因和gus报告基因的转基因后代,同时获得了B2、B3、B17、C8和D2的纯合蜡质突变体转基因后代和D19、D8、C6的正常纯合转基因后代。通过对以上8个转化子纯合转基因后代内源Waxy基因表达分析,以及对胚乳淀粉的电镜观察,结果表明,与对照261S相比,B2、B3、B17、C8和D2后代中,内源Waxy基因在花粉和胚乳中的表达丰度都有较大程度的降低,而D19、D8、C6则略有降低。扫描电镜观察B3、B17纯合蜡质突变体后代的淀粉结构,发现其淀粉结构已发生改变。利用本研究获得的具有优良性状的转anti-Waxy基因水稻B3、B17,及对照261S分别和父本W香99075杂交,获得了叁组杂交稻组合：B3×W香99075、B17×W香99075和261S×W香99075。以261S×W香99075为对照,对其它两种杂交稻F1植株进行目的基因检测,结果显示,F1代植株是否具有anti-Waxy基因呈1：1分离。杂交稻B3×W香99075和B17×W香99075 F2稻谷糙米外观分析的结果经x2检测表明：蜡质状与正常状种子比例符合3：1分离比。对叁种杂交稻母本及杂交稻分别进行农艺性状、产量性状和糙米体积的分析,结果显示：与对照相比,转基因水稻单株净重均显着降低,其它农艺性状无明显差异,且糙米体积没有发生变化。两种新型杂交稻理化指标显示：与对照“闵优香粳”相比,“新闵优香粳”的糊化温度几乎没有变化,但直链淀粉含量比“闵优香粳”降低210%,胶稠度比“闵优香粳”提高37.8%。与前人利用anti-Waxy基因转化水稻研究比较,本研究主要在如下叁个方面具有创新性：(1)首次证实利用p13AWY-2表达载体能够更有效地降低稻米直链淀粉含量；(2)首次发现由anti-Waxy基因明显降低水稻糙米直链淀粉含量时,胚乳中淀粉粒结构也会发生变化；(3)首次解释了由anti-Waxy基因明显降低糙米直链淀粉含量会导致稻谷重量减轻的原因。
周兴忠[10]2016年在《分子标记辅助选择改良杂交稻天优3611的直链淀粉含量》文中研究表明水稻是世界上最主要的粮食作物之一,稻米品质的优劣直接影响到其商品价值。淀粉是稻米胚乳中最主要的成分,按其结构可以分为直链淀粉和支链淀粉,其中直链淀粉含量对稻米的品质表现具有很大的影响。通常,籼稻的直链淀粉含量较高(携带Wa等位基因)而导致籼稻稻米的蒸煮食味品质偏低。本研究主要采用杂交、回交和分子标记辅助选择的方法,分别以籼型杂交稻组合天优3611的父母本天丰B(A)和3611等亲本(均含有Wxa等位基因)为轮回亲本,导入负责中等和低直链淀粉含量的Wxin和Wxb等位基因,以期改良籼型杂交稻的蒸煮食味品质。主要研究结果如下:(1)利用新开发的Wxin四引物分子标记和本实验室已有的QRM190标记,以恢复系3611为轮回亲本、9311和IR64为供体亲本,构建了含Wxin或Wxb的3611的近等基因系。分析了其主要的农艺性状和理化品质。结果表明,不同近等基因系的农艺性状与受体亲本基本接近。而导入的Wx等位基因对稻米品质影响较大。导入Wxin或Wxb后,3611稻米的直链淀粉含量由原来的25%左右分别下降至23.3%和15.5%左右。此外,导入Wxin和Wxb基因对稻米的胶稠度、淀粉粘滞性、糊化温度等也都有很大影响。(2)以保持系天丰B为轮回亲本、IR64为供体亲本,基于分子标记辅助选择,构建了天丰B背景下含Wxin的近等基因系。分析了主要农艺性状和稻米的理化指标,结果表明,不同近等基因系的农艺性状与受体亲本基本接近。在品质方面,导入Wxin基因后天丰B的直链淀粉含量极显着下降,胶稠度极显着上升,淀粉粘滞性也有很大变化,而对糊化温度影响不大。(3)利用构建的近等基因系进行杂交配组,获得了携带不同Wx等位基因的杂交稻材料,包括天丰A/3611、天丰A/3611-Wxin、天丰A/3611-Wxb、天丰B/3611、天丰B-Wxin/3611-Wxin和天丰B/3611-Wxb等杂交组合。分析了不同杂交组合的农艺性状和理化品质特性,结果表明,不同杂交组合间基本农艺性状相差不大,但由不同近等基因系参与构建的杂交组合的稻米外观品质普遍较低。进一步的稻米品质分析表明,与对照组合天丰A/3611和天丰B/3611相比,组合天丰B-Wxin/3611-Wxin、天丰A/3611-Wxb和天丰B/3611-Wxb稻米的直链淀粉含量显着降低(P<0.05),同时,这些组合的胶稠度和淀粉粘滞性谱也得到明显改善。而杂交组合天丰A/3611-Wxin和天丰B/3611-Wxin的直链淀粉含量、胶稠度和淀粉粘滞性谱的改善不大。
参考文献：
[1]. 分子标记辅助选择和转反义Wx基因改良稻米淀粉品质[D]. 刘爱秋. 四川农业大学. 2003
[2]. 水稻关联定位群体的构建及若干品质性状的关联分析[D]. 金亮. 浙江大学. 2009
[3]. 水稻淀粉生物合成途径中关键酶基因分子标记的开发及应用[D]. 万映秀. 四川农业大学. 2006
[4]. 标记辅助选择改良稻米淀粉品质[D]. 吴殿星. 浙江大学. 2001
[5]. 分子标记辅助改良稻米品质[D]. 董国军. 中国农业科学院. 2009
[6]. 分子标记辅助改良中籼协优57直链淀粉含量的研究[D]. 张士陆. 安徽农业大学. 2005
[7]. 水稻淀粉合成相关基因分子标记的开发及稻米淀粉RVA谱特征与品质性状的相关性研究[D]. 李刚. 四川农业大学. 2008
[8]. 稻米淀粉合成相关基因对品质的影响及分支酶基因Sbe1、Sbe3克隆与分析[D]. 韩月澎. 扬州大学. 2004
[9]. 利用含有双份反义蜡质基因拷贝的表达载体改良水稻食味品质的研究[D]. 杨瑞. 上海师范大学. 2010
[10]. 分子标记辅助选择改良杂交稻天优3611的直链淀粉含量[D]. 周兴忠. 扬州大学. 2016
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