水稻粉质胚乳fse3突变体的表型分析及基因定位

【目的】水稻各种类型的胚及胚乳变异突变体是解析胚发育及淀粉合成和调控路径的优良材料。研究旨在通过大规模的粉质胚乳致死突变体的基因克隆和功能鉴定,获得一系列调控胚发育及淀粉合成的关键基因,为稻米品质改良提供理论指导。【方法】从化学诱变剂N-甲基-N-亚硝基脲（MNU）处理的粳稻品种宁粳3号突变体库中,筛选到一个稳定遗传的胚乳粉质皱缩致死突变体,命名为fse3（floury and shrunken endosperm 3）。将其与9311配制杂交组合,利用F2群体中隐性极端个体进行精细定位;将种子在30℃条件下清水浸种24 h,然后在35℃黑暗条件下用TTC染色2 h检测种子活力;用体视镜观察30℃吸胀9 h后的种子胚结构;从突变体杂合植株上分离粉质成熟种子,去壳后磨成糙米粉进行理化性质分析;用扫描电镜观察成熟淀粉颗粒的结构;制备半薄切片观察发育胚乳中的淀粉颗粒结构;利用qRT-PCR测定籽粒灌浆时期的淀粉合成相关基因表达量;并通过Western-blot检测相关淀粉合成酶的蛋白积累。【结果】与野生型相比,突变体籽粒的千粒重、籽粒大小、总淀粉含量、表观直链淀粉含量等指标均降低,淀粉在尿素溶液中的膨胀能力减弱,淀粉的黏度曲线与野生型也存在显著差异,fse3突变体的最高黏度、热浆黏度、冷浆黏度以及崩解值都显著高于野生型。TTC染色表明其胚活力下降,对发育中的胚纵切片观察发现突变体没有心型胚的分化。对发育中胚乳淀粉结构进行观察,发现fse3突变体的胚乳中产生大量小而不规则排布的单淀粉颗粒,复合淀粉颗粒发育滞后。成熟种子横截面观察发现fse3突变体淀粉颗粒排列疏松,大小不均匀,颗粒间存在较大间隙。利用F2群体中分离出的22个隐性极端个体将FSE3连锁在第9染色体长臂上,随后共用1 400个极端个体将目标基因定位于228 kb的区间内,包含28个开放阅读框。qRT-PCR发现在突变体中多个淀粉合成相关基因表现出不同程度的上调和下调,Western-blot结果表明部分淀粉合成酶的蛋白积累减少。【结论】FSE3是一个新的粉质胚致死基因,基因精细定位在第9染色体228 kb的物理区间,FSE3在水稻种子胚及胚乳的发育调控中起重要作用。     

淀粉粒径对大麦淀粉物化特性的影响

【目的】大麦籽粒是一类重要的谷物原料,在啤酒酿造、禽畜喂饲、药食保健等领域的用途十分广泛。研究表明,籽粒中的淀粉颗粒大小及淀粉组成结构决定其用途。通过研究不同品种大麦不同粒径淀粉颗粒的组成结构及物化性质,为大麦淀粉加工利用提供参考。【方法】以西引2号（Xiyin-2）、京辛1号（Jingxin-1）、苏啤6号（Supi-6）3种不同用途的大麦品种籽粒为原料,采用沉降分离法得到大、中、小3个粒径的淀粉颗粒,研究颗粒显微形态、淀粉晶体结构、直链淀粉含量、支链淀粉侧链分布以及淀粉颗粒热特性、水合性质、糊化特性和消化特性与粒径的关系。【结果】大颗粒大麦淀粉多呈盘状,中颗粒淀粉呈扁圆形或椭球形,小颗粒淀粉呈球形或多角形。在偏振光显微镜下,所有大麦淀粉颗粒具有典型的偏光十字,且偏振光亮斑随粒径增加而增强。大麦淀粉的大颗粒占比最高（87.62%—89.48%）,其次为中颗粒（8.97%—9.42%）和小颗粒（1.55%—3.29%）。大麦淀粉的表观直链淀粉含量为19.12—30.63 g/100 g,粒径对其含量的影响缺乏规律性。所有样品均为A型结晶,相对结晶度随着粒径增大而增加。大麦支链淀粉的侧链分布呈现双峰模式,主峰在DP 12处,次峰在DP 38处,大麦支链淀粉以B₁链含量最高（34.34%—44.76%）,其次是A链（25.12%—34.52%）,大麦支链淀粉的平均链长为DP 22.86—25.00。热特性分析结果表明,小颗粒大麦淀粉的糊化温度区间（∆T）最大,糊化焓（∆H）则随着粒径增加而增大。大麦淀粉的膨胀力表现出品种差异,京辛1号大麦淀粉所有粒径颗粒均具有较高的膨胀力。糊化特性分析结果表明,大颗粒淀粉的峰值黏度、崩解值、终值黏度比中颗粒和小颗粒淀粉更高。消化特性分析结果表明,大麦淀粉颗粒快消化淀粉（RDS）含量随着粒径减小而增加,而粒径对其慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）含量的影响缺乏规律。【结论】粒径对大麦淀粉的直链淀粉含量、支链淀粉精细结构、相对结晶度等结构特征有较大影响,从而影响大麦淀粉的热特性、糊化特性及消化特性等性能。     

小麦胚乳A、B型淀粉粒理化特性研究

【目的】研究小麦胚乳A、B型淀粉粒对其理化特性的影响。【方法】利用扫描电镜对4个小麦品种籽粒发育不同时期自然断面和分离提纯的A、B型淀粉粒进行观察;用直链、支链淀粉试剂盒对籽粒不同发育时期胚乳中A、B型淀粉粒的直链、支链淀粉含量进行测定;成熟籽粒A、B型淀粉粒膨胀势依据McCormick的方法进行了测定。【结果】小麦胚乳淀粉粒形态出现规则形状和反常态,胚乳淀粉粒中直链淀粉形成早于支链淀粉,但最终积累量支链淀粉大于直链淀粉。供试的4个品种中,B型淀粉粒膨胀势均大于各自A型淀粉粒的膨胀势。【结论】小麦胚乳A型和B型淀粉粒从形态上分为常规型和反常型。成熟小麦胚乳A、B型淀粉粒中,支链淀粉的含量大于直链淀粉,且与总淀粉含量呈正相关趋势。B型淀粉粒的膨胀势大于A型淀粉粒。     

一个水稻丙氨酸转氨酶新等位基因突变体的鉴定和籽粒特性

从60Co辐射诱变的Kitaake突变体库中筛选到一份心白胚乳突变体M30,其糙米的粒宽、粒厚和粒重显著降低;米粉中的总淀粉含量显著降低,但贮藏蛋白含量显著升高.与野生型相比,突变体淀粉的直链淀粉组分和热浆黏度、崩解值、最终黏度及糊化温度显著降低.突变体胚乳中央复粒淀粉明显减少,含有大量小的单粒淀粉,且淀粉粒之间间隙较大.利用M30/Dular的F2群体中不透明极端个体将突变基因定位到第10染色体的64.9 kb区间,该区间含有7个开放阅读框(ORF),其中ORF4编码水稻丙氨酸转氨酶1(OsAlaAT1).测序发现定位区间内突变体只有OsAlaAT1基因序列上缺失872 bp.在突变位点设计的InDel标记可与定位群体中的不透明极端个体发生共分离,而22个常规水稻品种中不含该突变位点.荧光定量PCR技术检测发育胚乳中淀粉合成相关基因的表达,结果显示突变体胚乳中AGPS1、AGPL2、GBSSI、SSI、SSIIa、SBEI、SBEIIa、ISA1和PUL的表达量显著低于野生型.     

小麦籽粒淀粉理化特性与面条加工品质关系的研究进展

综述了近年来小麦籽粒淀粉理化特性及其与面条加工品质关系的研究进展。小麦胚乳中,直链淀粉约占20%~25%,支链淀粉占75%~80%,二者非常规则地堆积在一起,形成淀粉粒,不同小麦品种中淀粉粒的大小、分布存在明显差异,进而影响淀粉的糊化和其他特性。淀粉粒上存在许多结合物,对淀粉特性也有重要影响。淀粉理化特性对小麦品质尤其是面条加工品质有重要影响。淀粉粒的大小和排列对籽粒硬度有重要影响。直链淀粉含量较低的小麦品种,面粉(淀粉)糊化和膨胀特性好,峰值粘度高,膨胀体积大,膨胀势高,加工的面条质地细腻,弹性和韧性好,评分高,品质突出。     

干旱胁迫对小麦不同品种胚乳淀粉结构和理化特性的影响

【目的】全面了解干旱胁迫对小麦不同品种胚乳淀粉组成、粒度分布、糊化特性以及晶体特性的影响,揭示小麦淀粉结构与理化特性的内在关系。【方法】2013—2015年度以小麦品种京冬8(JD8)、河农825(HN825)、冀麦585(JM585)、农大211(ND211)为试验材料,设节水灌溉(W)和旱作(D)2种处理,研究干旱胁迫对小麦胚乳淀粉结构及其理化特性的影响。【结果】干旱胁迫显著抑制了小麦胚乳淀粉的积累,但对小麦淀粉直/支比的影响不显著。小麦胚乳淀粉粒体积、表面积和数目分布均呈双峰曲线变化,干旱胁迫对淀粉粒粒度分布的影响因基因型和粒径大小的不同而存在差异,其中对粒径5μm淀粉粒的表面积、数目分布影响最大。干旱胁迫未改变小麦胚乳淀粉的晶体类型,但显著提高了小麦淀粉的结晶度,对小麦淀粉X-衍射图谱中各尖峰强度的影响因品种和衍射角的不同而存在差异。干旱胁迫显著提高了小麦淀粉的低谷黏度和糊化温度,延长了糊化时间,但显著降低了小麦淀粉的峰值黏度和稀懈值,对终结黏度和回生值的影响存在基因型差异。相关分析表明,小麦胚乳淀粉结晶度与总淀粉和直链淀粉含量呈显著负相关,与支链淀粉呈显著正相关。总淀粉含量与峰值黏度呈显著正相关。直链淀粉含量与峰值黏度和稀懈值呈显著正相关,与糊化温度呈显著负相关。支链淀粉含量与糊化特性的相关性不显著,而淀粉直/支比仅与糊化时间呈显著负相关。小麦胚乳淀粉中粒径5μm和10μm的淀粉粒体积百分比与终结黏度和回生值均分别呈显著、极显著负相关,而粒径15μm的淀粉粒与终结黏度和回生值均呈显著正相关。小麦淀粉粒体积分布与结晶度的相关性不显著。小麦淀粉糊化峰值黏度和稀懈值与结晶度分别呈极显著和显著负相关,而糊化温度与结晶度呈显著正相关。【结论】干旱胁迫改变了小麦胚乳淀粉组分、粒度分布、结晶度及其主要糊化参数。小麦胚乳淀粉结构与晶体特性和糊化特性之间均存在明显的相关性,表明干旱对小麦淀粉结构的影响,间接影响了其理化特性,因此,可以通过调节水分条件来生产一定品质的小麦。     

收获期对秋播糯玉米不同品种产量与淀粉糊化（RVA）特性的影响

 【目的】根据收获期对糯玉米籽粒产量和淀粉糊化特性的影响,确定不同糯玉米品种的适宜收获期。【方法】采用二因素裂区设计（8个品种为主区、4个收获期为副区）,研究了不同品种籽粒产量、淀粉含量和RVA特征值在不同收获期（花后30、35、40和45 d）下的变化。【结果】随着收获期延迟,籽粒产量逐渐增加,增加速率以花后35～40 d最快,日增重达5.2%,花后40 d增加缓慢。淀粉含量先升后降,在花后35～40 d达到峰值,后期略有下降。收获期对糊化温度没有影响,而峰值黏度、谷值黏度、崩解值、终值黏度和峰值时间均随着收获期的延迟呈先升后降趋势,这几项指标在花后40 d最高,回复值此时最低。RVA谱特征值中,糊化温度和峰值时间受收获期的影响较小,而峰值黏度、谷值黏度、崩解值、终值黏度和回复值受收获期的影响较大。【结论】综合考虑产量、淀粉含量和RVA特征值在不同收获期间的变化趋势,可认为花后40 d收获在保证产量的同时有利于改良糯玉米淀粉的品质。     

普通玉米籽粒淀粉理化特性的粒位间差异

以6个普通玉米品种为材料,分析籽粒淀粉理化特性的粒位间差异。结果表明:总体上籽粒淀粉中直链淀粉含量粒位间无显著差异,但RVA黏度特征值中峰值黏度、谷值黏度、终值黏度、崩解值和回复值基部粒位较高,糊化温度基部粒位较低。DSC研究表明,热焓值、终值温度和回生值各品种粒位间均无显著差异,而起始温度和峰值温度品种间表现不一。总体上,基部籽粒淀粉粒平均粒径较低,直径9~13及17μm以上淀粉粒比例较低。相关分析表明,直径17μm以上淀粉粒分布比例与峰值黏度、谷值黏度和崩解值显著负相关,且粒径与峰值黏度显著负相关。     

水稻胚乳突变体b140的表型分析及基因克隆

[目的]对水稻粉质胚乳突变体b140进行表型分析和基因克隆,为阐明水稻淀粉合成机制奠定基础。[方法]以粳稻品种‘W017’为野生型,测量‘W017’和突变体b140的农艺性状,分析籽粒的灌浆期干物质积累量和理化性质,并观察淀粉颗粒的结构;构建b140与‘南京11’的F2群体,取隐性极端个体定位基因;利用qRT-PCR测定籽粒灌浆时期的淀粉合成相关基因表达量;测定相关淀粉合成酶活性。[结果]b140表现为粉质胚乳,粒宽、粒厚和千粒质量均显著低于野生型,但粒长和其他农艺性状无显著变化。b140种子的总淀粉和直链淀粉含量均显著低于野生型,而可溶性糖含量显著高于野生型。扫描电镜观察b140胚乳淀粉粒呈球形或不规则形状,排列疏松。突变基因定位在第1号染色体短臂56 kb的区间内,测序发现只有1个已知基因Os01g0179400发生突变。qRT-PCR结果显示,与野生型相比,b140胚乳中淀粉合成相关基因的表达量出现不同程度的下调。b140胚乳中腺苷磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性显著低于野生型。[结论]b140由于Os01g0179400基因发生突变,导致粉质胚乳表型。Os01g0179400突变影响了淀粉合成相关基因的表达以及腺苷磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性。b140的发现对于了解水稻淀粉合成和调控的机制具有一定的意义。     

糯玉米自交系籽粒淀粉理化特性的相关和聚类分析

以54个糯玉米自交系为材料,对其籽粒淀粉物质组成和理化特性进行相关和聚类分析.结果表明:供试材料淀粉理化特性在自交系间差异显著,淀粉理化特性与淀粉物质组成含量密切相关.淀粉糊化特性参数之间显著相关.蛋白质含量、脂肪含量、直链淀粉含量与膨胀势、峰值黏度、低谷黏度、崩解值、最终黏度呈显著负相关,与蓝值(蛋白质含量除外)、糊化温度呈显著正相关;直链淀粉含量与碘结合力呈极显著正相关,与回复值呈极显著负相关.根据糊化特性可将54个糯玉米自交系聚为3类,3类自交系的个数分别为29、17、8.各类之间的差异主要反映为其黏度值的大小,第Ⅰ类黏度值大,类内变异系数小;第Ⅲ类黏度值小,类内变异系数大;第Ⅱ类介于两者之间.因此,类群Ⅰ中的自交系材料具有黏度高、易糊化等优良特性且表现稳定,可作为骨干亲本用于糯玉米淀粉品质的改良.     

水稻巨大胚突变体N2-52垩白形成机制研究

[目的]本文旨在通过对水稻巨大胚突变体进行表型分析和基因图位克隆,阐明垩白形成的分子机制。[方法]以粳稻品种‘宁粳2号’及其巨大胚乳突变体N2-52为材料,分析野生型和突变体的农艺性状和籽粒的理化特性,观察N2-52垩白区域的造粉体发育和淀粉颗粒形态;构建N2-52与籼稻品种‘N22’杂交的F_2群体,进行突变基因的图位克隆;利用蛋白免疫印迹测定淀粉合成相关酶在发育中种子、成熟种子及其垩白部分的蛋白积累量;测定蔗糖合酶的酶活性。[结果]突变体N2-52籽粒表现为巨大胚、高垩白,其结实率、千粒重极显著低于野生型,粒厚、脂肪含量显著低于野生型,株高、垩白粒率、直链淀粉含量极显著高于野生型。扫描电镜观察表明,N2-52垩白部分淀粉颗粒呈疏松的不规则排列,半薄切片也证实该部分造粉体分布疏松,且胚乳细胞内存在空泡。RVA(rapid visco analyzer)和尿素膨胀试验表明,N2-52的淀粉理化性质发生改变。突变基因被定位于第7染色体短臂的1个42 kb的区域内,测序结果表明该区域中只有1个已知基因Os07g0603700发生突变。Western blot结果显示,淀粉合成相关酶在垩白部分的蛋白积累量发生变化。N2-52的蔗糖合酶活性显著高于野生型。[结论]Os07g0603700基因的突变影响淀粉合成相关基因的表达,对淀粉的合成产生重要影响,推测其导致垩白的产生。     

利用CRISPR∕Cas9技术编辑水稻丙酮酸磷酸双激酶基因PPDK

采用CRISPR∕Cas9技术,以水稻丙酮酸磷酸双激酶基因PPDK为靶基因,构建载体,用农杆菌介导的方法转化粳稻品种‘嘉花1号’,获得1个碱基A缺失的编辑突变植株ppdk3。该突变体米粒的胚乳为白色粉质,其淀粉颗粒变小,结构松散,I-KI染色溶液颜色明显比野生型浅,直链淀粉含量下降约5%,抗性淀粉含量略有增加。与野生型相比,该突变体的千粒重和单株穗数下降明显,水稻淀粉合成相关基因的转录表达水平也有大幅下降。试验表明:利用CRISPR∕Cas9技术可以有效地对水稻淀粉合成相关基因进行编辑,为稻米品质改良提供材料。     

小麦籽粒蛋白质和淀粉特性与角质率的相关分析

小麦籽粒角质率的高低是判断小麦品质好坏的一个重要外观指标。本文作者选用了95个冬小麦品种(系),研究蛋白质特性和淀粉特性对角质率的影响,为籽粒的品质改良提供依据。结果:小麦籽粒角质率与蛋白质含量、谷蛋白大聚体(GMP)含量和沉淀值之间均呈极显著正相关,相关系数分别是0.41、0.51和0.65。表明胚乳中高的蛋白质含量和蛋白质中的大分子聚合体含量以及面筋含量均有利于角质胚乳形成。角质率与淀粉总量、直链淀粉含量之间均呈极显著负相关,相关系数分别为-0.43和-0.49;与支链淀粉含量、膨胀势之间均呈极显著正相关,相关系数分别为0.38和0.40。表明,增加淀粉总量在胚乳中所占的比重,以及提高淀粉中直链淀粉的相对含量,对形成角质胚乳不利;而提高支链淀粉相对含量,增强胚乳的吸水能力,提高膨胀势,对形成角质胚乳有利。     

灌浆期遮光对糯小麦和非糯小麦淀粉组分及理化特性的影响

【目的】揭示灌浆期遮光对糯小麦和非糯小麦籽粒淀粉理化特性影响的差异,探讨籽粒淀粉组分与理化特性的内在联系。【方法】大田条件下,选用非糯小麦品种轮选987和糯小麦品种农大糯50222,分别于灌浆前期(花后1—10 d)、灌浆中期(花后11—20 d)和灌浆后期(花后21—30 d)遮去60%的光合有效辐射处理,以大田自然光强为对照(CK),研究灌浆期遮光对糯小麦和非糯小麦籽粒淀粉组分和理化特性的影响。【结果】灌浆期遮光显著降低小麦籽粒总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量,其中灌浆前期遮光降低幅度最大,而灌浆后期最小,且弱光对轮选987总淀粉含量的影响大于农大糯50222。灌浆期遮光轮选987直/支比值增大;而农大糯50222的直/支比值在灌浆前期和中期遮光后减小,灌浆后期遮光无变化;灌浆前期和后期遮光显著提高轮选987淀粉B型淀粉粒的体积、表面积和数目比例,降低A型淀粉粒的体积、表面积和数目比例,而灌浆中期遮光则呈相反趋势。灌浆期遮光均显著提高了农大糯50222淀粉B型淀粉粒的体积、表面积和数目比例,降低了A型淀粉粒的体积、表面积和数目比例。灌浆期遮光两小麦淀粉的相对结晶度呈降低趋势,遮光对其影响程度随遮光时期的延迟而减小,且农大糯50222淀粉的相对结晶度显著大于轮选987。灌浆前期和灌浆中期遮光降低了轮选987淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度和稀懈值。灌浆各时期遮光均降低了农大糯50222淀粉的上述指标,但仍高于轮选987。相关性分析表明,直链淀粉含量、直支比值与最终黏度、反弹值、峰值黏度、谷值黏度及糊化时间呈显著负相关,支链淀粉含量与其呈显著正相关。B型淀粉粒的体积比例与最终黏度和反弹值呈显著负相关。B型淀粉粒表面积比例和相对结晶度、最终黏度、反弹值、糊化时间呈显著正相关,与糊化温度呈显著负相关。【结论】灌浆期遮光改变了小麦胚乳淀粉组分、粒度分布、相对结晶度及其主要糊化特征参数。小麦胚乳淀粉组分与晶体特性和糊化特性之间均存在明显的相关性,表明遮光影响了小麦淀粉组分,间接影响了其理化特性。     

灌浆结实期水分胁迫对糯玉米粉理化特性的影响

【目的】明确灌浆结实期水分胁迫对糯玉米粉理化特性的影响。【方法】以苏玉糯5号和渝糯7号为材料,利用负水头供水控水盆栽装置研究灌浆结实期水分胁迫（土壤相对含水量为90%、75%和60%,分别代表水分过量、正常和亏缺）对糯玉米粉理化特性的影响。【结果】糯玉米粉糊化特征值中,谷值黏度、终值黏度、回复值和糊化温度受水分胁迫影响较小,水分亏缺使峰值黏度和崩解值降低。差示扫描量热仪（DSC）研究表明,热焓值和终值温度受水分胁迫影响较小,起始温度和峰值温度在水分亏缺时较高,且水分过量或亏缺均导致样品回生值增加。苏玉糯5号籽粒淀粉平均粒径和直径＞17 μm淀粉粒比例在土壤水分正常时较低,而渝糯7号恰好相反。最大吸收波长在水分正常时最低,水分亏缺时最高。碘结合力和结晶度苏玉糯5号受土壤含水量影响较小,渝糯7号在土壤水分亏缺时碘结合力较高而结晶度较低。【结论】灌浆结实期土壤水分胁迫对糯玉米粉糊化和热力学特性有显著影响,水分亏缺时较低的结晶度和较高的碘结合力导致糯玉米粉峰值黏度和崩解值较低,起始温度、峰值温度和回生值较高。水分正常时,籽粒加工品质较优（高峰值黏度与崩解值,低回生值）。     

小麦淀粉颗粒蛋白-1突变体挖掘及其相关农艺性状和品质特点的分析

小麦淀粉颗粒蛋-1(starch granule protein 1,即SGP-1)突变体是选育高直链淀粉含量、高抗性淀粉小麦品种的重要基础材料。SGP-1突变缺失,使胚乳中支链淀粉侧链的延伸受阻,从而使胚乳表观直链淀粉含量相对升高,所制食品的抗性淀粉含量也相应提高,具有重要的保健意义。本研究主要是利用SDS-PAGE方法,检测307份国内外农家种、育成种、高代品系及国内外黑小麦材料的SGP-1(SGP-A1、SGP-B1和SGP-D1)蛋白组成,进而发掘SGP-1突变体;并对突变体材料进行相关农艺性状和品质性状特点的分析,为育种利用及品质改良提供参考。结果共检测到4份SGP-1突变体,均为冬性材料,其中国外材料3份(CH62444、EAP74961和Amigo)、高代品系1份(05黑初8),分别为SGP-A1单缺体,SGPA1和-D1双缺体,SGP-A1和-B1双缺体,以及SGP-A1单缺体。在主要农艺性状方面,EAP74961、05黑初8和Amigo抽穗期与石4185(CK)相近,而CH62444则抽穗较晚,并且3份国外材料植株均较高。这4份突变体材料麸皮中的非水溶性戊聚糖含量相对于水溶性戊聚糖占绝对优势,而胚乳中非水溶性戊聚糖含量与水溶性戊聚糖含量则较为接近,但CH62444、Amigo和05黑初8麸皮中的总戊聚糖含量较高(分别为14.33%,15.20%和12.91%),而EAP74961面粉中的总戊聚糖含量(1.34%)较高。在淀粉组分含量方面,4份突变体材料差异不大。     

水稻粉质胚乳突变体M37的基因定位及变异分析

在粳稻品种Kitaake的~(60)Co辐射突变体库中筛选到1个稳定遗传的粉质胚乳突变体M37,其粒厚、千粒重、总淀粉和直链淀粉含量均显著降低。对成熟及发育中胚乳淀粉颗粒结构进行观察,发现突变体的胚乳中淀粉颗粒排列松散,产生大量小单粒淀粉颗粒。利用M37/Dular的F_2群体中分离出的682个粉质极端个体将目标基因定位到水稻第1染色体长臂的51.6 kb,该区间含有7个开放阅读框(ORFs)。其中ORF6编码腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶大亚基2 (AGPL2)。对该基因测序分析发现突变体M37在AGPL2第4外显子上发生1个单碱基G到A的替换,导致该位点氨基酸由丙氨酸(Ala)变成苏氨酸(Thr)。氨基酸序列分析发现AGPL2的同源基因主要存在于单子叶中,突变位点在不同物种中均非常保守。该基因与已报道的水稻w24、gif2、eb6和eb7为等位基因。荧光定量PCR分析发现突变体中多个淀粉合成相关基因的表达水平发生显著变化。     

玉米籽粒发育突变体emp35的表型分析与基因定位

为解析玉米籽粒形成的遗传基础,探究Emp35基因在玉米籽粒发育中的作用,对籽粒缺陷突变体empty pericarp35（emp35）进行表型鉴定、胚乳细胞显微观察、胚乳贮藏物质含量测定及图位克隆。结果显示：突变体籽粒发育缓慢,明显小于同期发育的正常籽粒,成熟籽粒干瘪呈空皮状;胚乳细胞显微观察发现emp35的胚和胚乳发育严重滞后,胚乳细胞中线粒体结构异常;淀粉和蛋白质积累减少;F₂代分离果穗上正常籽粒与发育缺陷籽粒呈3∶1分离,表明籽粒缺陷表型由单个隐性核基因突变所致。采用集团分离分析法（bulked segregant analysis, BSA） 将Emp35定位于第8染色体 127.90~163.36 Mb区间,在该区间内开发了4个InDel标记,连锁作图将Emp35精细定位于139 571 117~146 176 858区间。     

水稻心白突变体whc的理化性质和基因定位

[目的]淀粉约占水稻胚乳干物质总量的80%,胚乳中淀粉的组分与含量以及颗粒结构对稻米品质具有重要影响。因此,阐明水稻淀粉合成的分子机制对品质改良具有重要意义。[方法]通过60Co-γ辐照诱变粳稻品种‘中花11’(ZH11),得到1个稳定遗传的胚乳心白突变体white core(whc)。对该突变体的形态学特征、理化性质、淀粉结构等性状进行了分析,并对突变体whc和‘N22’杂交配制的F_2群体进行基因定位。[结果]与野生型相比,该突变体表现为胚乳中心粉质不透明,粒宽与有效穗数增加,千粒质量下降14.5%。whc突变体成熟种子的直链淀粉含量减少24.7%,而总蛋白含量变化不明显。胚乳横截面扫描电镜分析发现,突变体whc的粉质胚乳部位淀粉粒异常。挑选极端单株将whc精细定位在Chr 4染色体长臂的RM349和d1分子标记之间,物理距离为158 kb。测序发现whc突变体中1个编码三角状四肽重复结构域蛋白[tetratricopeptide repeat(TPR)domain containing protein]的基因发生点突变,导致蛋白翻译提前终止。qRT-PCR分析显示,whc突变体中编码AGPase各亚基以及部分淀粉合酶的相关基因表达量发生改变。[结论]水稻心白突变体whc的表型可能是由1个编码TPR蛋白结构域的基因控制。     

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。