小麦胚乳Wx蛋白缺失对籽粒淀粉含量的影响

旨在通过比较不同的小麦胚乳Wx蛋白亚基缺失类型材料籽粒的Wx蛋白总量支直链淀粉含量及总淀粉含量,明确胚乳Wx蛋白对支直链淀粉合成的作用。利用SDS-PAGE方法鉴定了13个品种Wx蛋白亚基组成,并测定了这些品种的Wx蛋白总量、直、支链淀粉含量及直/支比。结果表明,任何Wx基因缺失都会造成Wx蛋白合成数量的明显著减少,随着Wx基因不表达的数量增多,Wx蛋白合成的减少量增多;糯麦的直链淀粉含量最少。Wx蛋白含量与直链淀粉含量和直/支链淀粉含量之间存在极显著和显著的正相关,r=0.860 0,r=0.810 8;Wx蛋白含量与支链淀粉含量之间呈中度相关,r=0.402 7,这说明Wx蛋白总含量对直链淀粉含量的大小起到决定性作用,而对支链淀粉和总淀粉含量只有一定影响;通过操纵Wx基因可以改变籽粒胚乳中的直链淀粉含量和淀粉的直/支比,进而达到改进淀粉理化特性和加工特性的作用。     

籼稻米直链淀粉含量的遗传及其基因剂量效应

采用5×5完全双列杂交设计,利用Du-7型分光光度计多组份分析程序,单粒分析了5个直链淀粉含量不同的水稻品种(含1个糯稻)的F_1直链淀粉含量及其基因剂量效应,以及7个正反交F_2,B_1F_1,B_2F_1分离世代直链淀粉含量的遗传。结果表明:正反交F_1直链淀粉含量基本处于双亲之间,直链淀粉含量随基因剂量效应增加而增加。F_1主要表现为第一,第三剂量显著或极显著增加直链淀粉含量。基因剂量效应还明显存在于F_2,B_1F_1,B_2F_1各分离世代,且直链淀粉高含量对低含量或对糯性均表现为单一不完全显性基因遗传,还可能受一些微效基因或修饰因子影响。直链淀粉极低含量对低含量可能受单一不完全显性基因控制,也可能表现为多基因控制的数量遗传。     

黑米胚乳直链淀粉含量的遗传效应研究

本文以直链淀粉含量(简称 AC)不同的5份黑稻品种为材料配制杂交和回交组合,用单粒法测定了亲本及正反交 F_1,F_2,B_1,B_2种子的 AC,以研究其遗传效应。结果表明:(1)控制 AC 合成的 Wx 基因在遗传上具有剂量效应,第一剂量对提高 AC 的作用最大,第二剂量的作用次之,第三剂量的作用较小。(2)糯与非糯亲本的杂交后代 F_2种子胚乳的 AC 呈明显的4峰分布,并符合1:1:1:1的分离比例,分别对应0,1,2,3个 Wx 基因剂量。(3)AC 受三倍体核基因控制,不存在细胞质影响,其遗传符合加性显性模型。(4)为改进黑稻的 AC,在杂交育种中应使一个亲本具有理想的 AC,但在杂优利用中父母本最好都有理想的 AC。     

云南软米直链淀粉含量遗传分析

应用胚乳性状遗传模型,采用单粒法对云南软米品种毫屁和非软米品种桂朝2号直链淀粉含量(AC)的遗传规律进行研究.结果表明,毫屁和桂朝2号杂交,F_2代表现出高直链淀粉含量对低直链淀粉含量呈3∶ 1分离,与软米特性有关的低直链淀粉含量基因受1对隐性主效基因控制.除主效基因控制外,还有部份修饰基因作用.     

2个低直链淀粉含量籼稻突变体的遗传分析

对2个空间诱变低直链淀粉含量籼稻突变体XLA-1和XLA-2进行了遗传分析和分子生物学研究.结果表明:XLA-1低直链淀粉遗传特性受2对隐性基因控制,这2对基因具有连锁关系和互补作用,任何1对基因隐性纯合都将导致直链淀粉含量降低;XLA-2低直链淀粉遗传特性受1对隐性主效基因控制,该基因可能为Wx的等位基因,同时受微效基因的修饰.XLA-1和XLA-2蜡质基因(CT)n微卫星多态性与糯稻相同,但其直链淀粉质量分数分别为14.42%和11.59%,说明除Wx基因外确实还有其他影响直链淀粉含量的遗传因素,这与遗传分析结果相符.     

水稻杂种直链淀粉含量的遗传分析

本试验在单粒测定直链淀粉含量的条件下,对水稻杂种F_1,F_2、F_3种子进行直链淀粉含量遗传模式的探讨。结果表明:基因剂量效应仅存在部分组合。在高、中直链淀粉含量籼稻/低直链淀粉含量籼稻正反交组合中,高、中直链淀粉含量对低直链淀粉含量表现为完全显性,F_2为3:1分离,受一对基因控制。部分超亲分离表明可能还受修饰基因的影响。     

籼型水稻突变体MLA-1低直链淀粉突变基因遗传分析

通过对籼稻美香占经空间诱变筛选出的低直链淀粉含量突变体MLA-1进行遗传分析及分子生物学研究,发现MLA-1与高直链淀粉含量材料杂交的F2籽粒群体直链淀粉含量呈现一对等位基因3:1分离模式,且低直链淀粉籽粒均表现为半透明胚乳性状,F2代植株中低直链淀粉含量植株、中等直链淀粉含量植株及高直链淀粉含量植株的分离比例为1:2:1;而MLA-1与糯稻“荆香糯“杂交的F2代单株自交穗出现糯粒穗、杂合(糯粒和半透明粒)穗及半透明籽粒穗三种类型,比例为1:2:1.选用180对微卫星引物对MLA-1和对照美香占进行SSR分析,有22.8%的扩增产物在两个材料间表现出了多态性,第6染色体短臂上与Wx基因紧密连锁的引物RM190附近的连续3对引物(RM587,RM510,RM584)均表现出多态性,这可能正是MLA-1直链淀粉含量降低的原因.根据以上结果,推测MLA-1的低直链淀粉含量突变基因为一隐性突变,该突变位点不但与Wx基因紧密连锁,而且与Wx基因共同控制MLA-1低直链淀粉含量和半透明胚乳特性.     

胚乳性状质量-数量遗传的极大似然鉴别方法及其应用

 采用胚乳性状质量 -数量遗传的极大似然鉴别方法 ,进行质量 -数量遗传模型测验和主、微基因效应与变异估计 ,以 F2 和 F3胚乳世代为例详细演示了分析程序 ,将之应用于 3个籼稻组合直链淀粉含量的遗传分析。结果表明 ,直链淀粉含量为一典型的胚乳质量 -数量性状 ,由一个主基因和若干微基因共同控制 ;控制高、低和糯的主基因可能为一组复等位基因 ,且高对低、高对糯接近完全显性 ;微基因对直链淀粉含量的作用在不同组合可以是主基因变异尺度的1 /2～ 1 /     

水稻GBSS与淀粉分支酶基因转录本丰度对直链淀粉含量的影响

为探讨水稻胚乳淀粉合成相关酶基因表达丰度与直链淀粉含量(AC)的相关性,为稻米品质改良提供指导,以127份早籼稻,143份晚粳稻和19份粳糯稻为材料,应用水稻胚乳RNA阵列分析了供试品系的直链淀粉含量和Wx(包括成熟转录本和非成熟转录本)、Sbe I基因mRNA丰度之间的相关性。结果表明,Wx基因非成熟转录本的剪接及修饰对AC值的大小起着十分重要的决定作用。而sbeI基因在不同品系间的相对表达丰度与相对应的AC值无直接相关性。     

2个籼稻低直链淀粉突变体Wx等位基因序列的研究

根据粳型水稻Wx基因全序列设计引物,扩增2个空间诱变低直链淀粉突变体XLA-1和XLA-2的Wx等位基因.序列分析结果表明:XLA-1、XLA-2与原种籼小占在Wx基因DNA序列上存在较多碱基差异,这种差异以碱基改变为主;XLA-1、XLA-2在第10外显子(+1 208 bp)处存在一个单核苷酸突变(籼小占为碱基T,突变体为碱基C),编码子由TCT突变为CCT,导致丝氨酸突变成脯氨酸,氨基酸的改变可能改变了Wx蛋白的空间结构,致使它不能充分结合在淀粉颗粒上,进而导致直链淀粉含量下降.本研究初步证明在2个籼稻突变体中存在Wx的复等位基因影响直链淀粉含量.     

Wx蛋白组成对小麦籽粒淀粉合成的影响

 【目的】通过对籽粒淀粉积累和淀粉合成关键酶的活性进行比较,初步明确不同Wx蛋白组成小麦品种淀粉理化特性差异的酶学基础。【方法】以6类Wx蛋白组成的14个小麦品种为试材,测定其籽粒灌浆过程中直、支链淀粉积累动态和4种淀粉合成关键酶的活性变化,对测定结果进行统计分析。【结果】Wx蛋白数目和类型对4种淀粉合成关键酶活性和直、支链淀粉合成有明显影响。随着Wx蛋白数目的增多,4种淀粉合成关键酶活性呈现升高的趋势,尤其是淀粉粒束缚淀粉合成酶（GBSS）,籽粒直链淀粉含量也相应升高。Wx-B1缺失蛋白对GBSS活性影响最大,直链淀粉合成能力下降最明显,其次是缺失Wx-D1蛋白,Wx-A1蛋白缺失作用最小。籽粒灌浆过程中,4种淀粉合成关键酶活性高度相关,并与直、支链淀粉含量密切相关,说明直、支链淀粉的合成是相互影响、相互制约、同步进行的。【结论】Wx基因是影响籽粒直链淀粉含量的重要决定因素,Wx基因可以通过自身数目和组成的变化,控制GBSS的活性,并对其它淀粉合成关键酶的活性产生影响,最终影响直、支链淀粉的合成,形成不同的淀粉理化特性和加工品质。     

Determination of Amylose Content and Its Relationship with RVA Profile Within Genetically Similar Cultivars of Rice(Oryza sativa L.ssp.japonica)

Anther culture pure lines with antisense Wx gene were generated by Agrobacterium tumefaciens-mediated co-transformation followed by anther culture in transgenic rice(Oryza sativa L.ssp.japonica).The antisense Wx transgenic pure lines were used to analyze the differences and the relationship between RVA eigenvalues among the lines with different amylose contents.77 pure lines of anther culture having antisense Wx gene were studied for the amylose content of its offspring cultivar,Wuyunjing 7.It was found that levels of amylose content were similar to the control in 19 lines(16.0%);1-5% lower than control in 50 lines,of which,within 11.0-13.9% in 40 lines;and 3.1-4.0% in 8 lines.The effect of the amylose content on RVA eigenvalue was analyzed through the RVA profile graphic comparison and test of significance for RVA eigenvalues.The analysis of RVA profiles with different amylose contents indicated that there were two kinds of RVA profiles within genetically similar cultivars.The lines with 3.1-4.0% of amylose content were distinctly different from other lines and conventional glutinous rice.The comparison of the similarity curve of RVA profile of the lines with different amylose contents showed that the lines with lower amylose content had a distinguished RVA profile with the curve increasing gradually,but not exceeding the first apex.The test of significance for eigenvalues of the RVA profile in the lines with different amylose contents indicated that there were five eigenvalues remarkably different among the lines with 3.1-4.0% of amylose content compared with other two groups.Further,there were three eigenvalues remarkably different among the lines with 11.0-13.5% of amylose content compared with control group.An optimized mathematical model,which characterizes the relationships between the amylose content and RVA eigenvalue,has been established in this study.From this model,it was clearly indicated that the parameters PeT and SBV were more related to amylose content.It was concluded that the differences in amylose content not only affected the eigenvalues of RVA but also caused different RVA profiles within genetically similar cultivars.The introduction of antisense Wx gene could lead to reduce the amylose content and lay theoretical foundation for quality improvement in rice breeding programs.     

Determination of Amylose Content and Its Relationship with RVA Profile Within Genetically Similar Cultivars of Rice (Oryza sativa L.ssp.japonica)

Anther culture pure lines with antisense Wx gene were generated by Agrobacterium tumefaciens-mediated co-transformation followed by anther culture in transgenic rice (Oryza sativa L.ssp.japonica).The antisense Wx transgenic pure lines were used to analyze the differences and the relationship between RVA eigenvalues among the lines with different amylose contents.77 pure lines of anther culture having antisense Wx gene were studied for the amylose content of its offspring cultivar,Wuyunjing 7.It was found that levels of amylose content were similar to the control in 19 lines (16.0%);1-5%lower than control in 50 lines,of which,within 11.0-13.9% in 40 lines;and 3.1-4.0% in 8 lines.The effect of the amylose content on RVA eigenvalue was analyzed through the RVA profile graphic comparison and test of significance for RVA eigenvalues.The analysis of RVA profiles with different amylose contents indicated that there were two kinds of RVA profiles within genetically similar cultivars.The lines with 3.1-4.0% of amylose content were distinctly different from other lines and conventional glutinous rice.The comparison of the similarity curve of RVA profile of the lines with different amylose contents showed that the lines with lower amylose content had a distinguished RVA profile with the curve increasing gradually,but not exceeding the first apex.The test of significance for eigenvalues of the RVA profile in the lines with different amylose contents indicated that there were five eigenvalues remarkably different among the lines with 3.1-4.0% of amylose content compared with other two groups.Further,there were three eigenvalues remarkably different among the lines with 11.0-13.5% of amylose content compared with control group.An optimized mathematical model,which characterizes the relationships between the amylose content and RVA eigenvalue,has been established in this study.From this model,it was clearly indicated that the parameters PeT and SBV were more related to amylose content.It was concluded that the differences in amylose content not only affected the eigenvalues of RVA but also caused different RVA profiles within genetically similar cultivars.The introduction of antisense Wx gene could lead to reduce the amylose content and lay theoretical foundation for quality improvement in rice breeding programs.     

水稻栽培品种淀粉合成相关基因来源及其对品质的影响

【目的】明确高产水稻品种中与淀粉合成相关基因的性质，为稻米品质改良提供指导。【方法】以53个典型的籼粳品种和近年育成的高产水稻品种为材料，分析了供试品种的理化品质和RVA谱特征，并利用根据籼粳基因组序列差异设计的Wx、Sbe1、Sbe3基因的分子标记，检测了53个水稻品种的基因型，并分析了3个基因位点的遗传学效应。【结果】3个分子标记均能很好的区分3个位点上等位基因的籼粳来源，根据3个位点的基因型可将53个品种分为6种类型。单个基因遗传效应分析表明：在不同基因型品种间淀粉的理化特性（AC，GC, RVA）存在显著或极显著差异，3个基因的联合效应在不同基因型组合间也存在显著的差异。【结论】3个基因在高产品种培育过程中得到了广泛的交流和重组，而且3个基因位点上的不同等位基因（籼粳）对稻米淀粉的合成具有不同的遗传效应。其中Wx基因的影响是最主要的，Sbe1、Sbe3基因次之。3个基因位点的分子标记可为高产品种的品质改良提供快捷的工具。     

大麦糯性相关基因Wx单核苷酸多态性分析

【目的】大麦Wx是控制直连淀粉合成相关的糯性基因,研究大麦糯性相关基因Wx单核苷酸多态性,并分析其与籽粒直链淀粉含量的关系。【方法】以2个国外糯大麦品种为对照,对30份高、中、低直链淀粉含量的中国大麦进行Wx的克隆和测序,分析Wx的单核苷酸多态性(SNP)及其与籽粒直链淀粉含量之间的关系。【结果】在对32个大麦品种的核苷酸序列多态性鉴定中,共检测到了169个多态性位点,平均每26bp检测到一个多态性位点。在所有检测到的多态性位点中,包括143个SNP和26个InDel,二者的频率分别为1/310和1/169。Wx的内含子1、3、5、8区,外显子2、5和5′-UTR及3′-UTR区域为变异富集区,其它区域变异较小。外显子2和内含子1区域所承受的选择压力较小。单倍型分析表明,第1种单倍型中包括所有低直链淀粉含量的材料。【结论】大麦Wx的多态性与直链淀粉含量之间存在明显的对应关系。     

小麦不同Wx蛋白缺失材料及其F_1代糊化特性分析

分析了不同Wx蛋白缺失类型小麦材料及其F1代正反交种子的直链淀粉含量及淀粉粘度的理化特性。F1代种子的直链淀粉含量在糯麦和普通小麦的直链淀粉含量之间 ,非糯×糯类型的F1代比糯×非糯类型的直链淀粉含量高。糯麦与其它材料的粘度特性显著不同 ,F1代种子的峰值粘度低于普通小麦亲本。直链淀粉含量与峰值粘度、回冷值、低谷粘度和最终粘度呈正相关 ,而与糊化温度和峰值时间的相关关系不显著。     

Wx蛋白缺失对淀粉理化特性和面条品质的影响

 【目的】对Wx蛋白缺失影响小麦淀粉理化特性和面条加工品质的情况进行探讨。【方法】以6类Wx蛋白组成的14个品种为试材，测定其淀粉理化特性和面条品质，进行统计分析。【结果】Wx亚基的数目对其酶蛋白和直链淀粉含量有显著影响，随着Wx亚基数目的增加，Wx蛋白和直链淀粉含量相应升高，面粉膨胀势和峰值粘度呈现下降的趋势，但面条品质的变化并不表现完全一致。糯小麦绝大部分淀粉理化指标显著较低。不同Wx亚基对淀粉理化特性和面条品质的影响也存在一定的差异，缺失Wx-B1亚基对直链淀粉合成的影响最大，其次是Wx-D1亚基，缺失Wx-A1亚基作用最小。3类单一Wx亚基缺失材料中，Wx-B1亚基缺失品种直链淀粉含量最低，膨胀势和RVA峰值粘度最高，面条评分最高。【结论】从不同Wx亚基缺失类型小麦品种看，面条评分与直链淀粉含量、膨胀和糊化特性之间并不是简单的直线关系，尤其是直链淀粉含量，而是有一个合适的范围，在这个范围内随着直链淀粉含量的下降，膨胀势和峰值粘度升高，面条评分上升，超出这一范围面条评分下降。