稻米直链淀粉含量遗传及相关基因的研究进展

稻米直链淀粉含量是最重要的稻米品质性状之一。本文综述了稻米直链淀粉含量的遗传、分子标记QTL定位以及该性状相关基因的分子生物学特性,介绍了应用稻米直链淀粉含量相关基因的分子标记辅助选择来改良稻米品质的方法,提出了稻米直链淀粉含量改良的对策和建议。     

水稻直链淀粉含量与籼粳分化度的QTL及其相互关系研究

用Asominori/IR24重组自交系（RIL）为材料,对控制稻米直链淀粉含量和籼粳分化度的QTL进行了分析,检测到了5个控制直链淀粉含量的QTL（Am1-Am5);分别位于第1,7,8,9,12染色体上,贡献率分别为16．65,13．2％,17．1％,13．2％,14．6％;Aml,Am3,Am5的遗传正效应等位基因来源于IR24,Am2,Am4的遗传正交应等位基因来源于Asominori。同时检测了到了5个控制籼粳分化度的QTL（Ij1-Ij5),分别位于第1,2,11染色体上;贡献率分别为21．95,21．4％,13．4％,25．0％,14．5％;其遗传正效应等位基因来源于Asominori。另外通过稻米直链淀粉含量与灿粳分化度相互关系分析发现两者之间没有密切联系。     

重组自交系稻米品质性状的相关性分析及QTL定位

[目的]分析重组自交系稻米品质性状的相关性,并对其进行数量性状座位(QTL)定位,为水稻品质性状遗传改良提供理论依据.[方法]以珍汕97B、柳沙油占202及二者杂交构建的174个重组自交系群体为材料,对12个稻米品质性状进行相关性分析和QTL定位.[结果]3个稻米碾磨品质性状(出糙率、精米率和整精米率)间均呈极显著正相关(P<0.01,下同).6个稻米外观品质性状中,除粒长与垩白率、垩白度和透明度间无显著相关性(P>0.05)外,其他性状间均呈极显著正或负相关.3个稻米蒸煮食味品质性状中,胶稠度与直链淀粉含量和碱消值呈极显著负相关.碾磨品质性状、外观品质性状和蒸煮食味品质性状间也存在不同程度相关性,如垩白粒率和垩白度与除粒长外的其他9个性状呈显著(P<0.05,下同)或极显著相关等.在第5和第6染色体上共检测出出糙率、精米率、粒宽、长宽比、垩白率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值9个性状的11个QTL,其中9个QTL的表型变异贡献率大于10%,为主效QTL,且显著或极显著相关性状的QTL定位区域存在趋同现象.[结论]重组自交系群体12个稻米品质性状存在互作效应,与QTL定位结果相互印证.鉴定所得主效QTL可用于水稻稻米品质相关性状的遗传改良.     

水稻糙米蛋白质和粗脂肪含量的QTLs分析

蛋白质和粗脂肪含量是评价稻米营养品质的重要指标,控制水稻(Oryza sativa L.)糙米蛋白质及脂肪含量的基因位点是数量性状,检测水稻糙米蛋白质及脂肪含量的数量性状位点(QTL)对于水稻品质遗传育种具有重要的意义.通过明恢63和优质泰国香米KDML105两个籼稻品种为亲本杂交的重组自交系(Recombinant inbred line,RIL)群体构建了包含113个简单重复序列标记(SSR)的遗传连锁图谱,对2009、2010年群体的蛋白质和粗脂肪含量进行了QTL定位.2009年检测到5个QTLJs,其中蛋白质含量检测到2个QTLs,单个QTL贡献率分为别为5.44％和5.52％;粗脂肪含量检测到3个QTLs,单个QTL贡献率为5.42％ ～7.30％.2010年蛋白质含量检测到3个QTLs,单个QTL可解释表型变异为6.24％～20.75％;未检测到粗脂肪含量QTL.此外,还检测到14对粗脂肪含量和8对蛋白质含量的上位性QTLs.     

用转基因技术培育水稻软米品种

通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefacients)介导的方法,进行水稻反义蜡质基因的遗传转化,获得水稻转基因植株.经PCR分子检测,转基因植株均为阳性.对T2代单株的直链淀粉含量测定,获得了直链淀粉含量在14%以下的单株,经T3株系不同单株的直链淀粉含量测定得到了稳定的软米株系,证明反义蜡质基因的转化对降低稻米直链淀粉含量有效.这对稻米淀粉品质改良,丰富水稻种质资源有积极作用.     

浙江与日本粳稻直链淀粉含量的比较

对浙江省1994－1998年育成的96份粳稻材料的分析表明，浙江省粳稻品种的稻米直链淀粉含量变化幅度较大，较低的与日本优质粳稻“越光”相似，高的超过“越光”的两倍以上。进一步研究表明，浙江省最近育成的粳稻新品质的稻米直链淀粉含量仍偏高，若通过严格的筛选，有望选育出稻米直链淀粉含量适宜的粳稻新品种。与之相反，日本粳稻品种的稻米直链淀粉含量一般在13％－18％之间，各品种间差异较小。水稻品种的稻米直链淀粉含量随环境条件的变化而变化，同一品种在杭州栽培的稻米直链淀粉含量要比在日本福井栽培的平均高1．6％。一般年度间稻米直链淀粉含量差异为2％左右。早熟品种的稻米直链淀粉含量较高，随环境条件的变化较大。     

异地比较定位控制稻米蒸煮食用品质的数量性状基因

 利用一个以窄叶青 8号 ( ZYQ8)和京系 1 7( JX1 7)为亲本构建的加倍单倍体 ( doubledhaploid,DH)群体及其分子连锁图谱 ,在 3个环境中 (成都、海南和杭州 )对稻米蒸煮食用品质 3个性状进行了数量性状基因位点 ( quantitative trait loci,QTL)的比较定位。结果表明 ,直链淀粉含量 ( amylose content,AC)在 3个环境中都检测到 wx主基因 ,在一个环境 (成都 )检测到第5染色体上的一个微效 QTL q AC- 5。糊化温度 ( gelatinization temperature,GT)在 3个环境中都检测到第 6染色体上的 alk( alkline degeneration,alk)主基因 ,在成都和海南分别检测到位于第 6和第 7染色体上的 QTL、q GT- 6b和 q GT- 7。胶稠度 ( gel consistency,GC)在 3个环境中共检测到 4个 QTL,其中第 2和第 7染色体上的 q GC- 2和 q GC- 7在 3个环境中都检测到 ,在海南还检测到第 5染色体上的 q GC- 5,在杭州还检测到 wx基因控制 GC。由此表明 ,稻米蒸煮食用品质性状除了受到主效基因控制外 ,还明显受到环境的影响     

两系杂交水稻稻米品质性状及相关性研究

选用8个两用核不育系作母本，30个恢复系作父本，共配制两系杂交组合147个，分析了所有杂种一代植株上的F2种子10个品质性状的表现和相关性．结果表明：两系杂交水稻优质率低，10项指标同时达到三等优质稻米标准的组合有16个，占10．2％，同时达到二等优质稻米标准的组合有1个，占0．68％，没有1个组合10项指标同时达到一等优质稻米标准．各品质性状中，垩白粒率和垩白度两项指标达到优质标准比例最低，达到三等优质稻米标准的组合分别占21．09％和18．37％，达二等优质稻米标准组合比例仅为12．24％和12．24％，达一等优质稻米标准的组合仅为4．08％和4．76％．两系杂交水稻品质性状之问存在相关性，出糙率与精米率、垩白粒率、垩自度呈极显著正相关，相关系数分别为0．4317，0．3414，0．3060；精米率与胶稠度呈极显著负相关，相关系数为-0．3048；垩白粒率与直链淀粉含量、千粒重呈极显著正相关，相关系数分别为0．3705和0．3267；垩白度与长宽比呈极显著负相关，相关系数为-0．3081；直链淀粉含量糊化温度和千粒重呈正相关，相关系数分别为0．3217和0．3216．     

利用重组自交系群体定位水稻品质相关性状的QTL

以川香29B和中国香稻构建的重组自交系群体为材料,通过建立144个SSR标记连锁遗传图谱,采用复合区间作图法对水稻外观品质和蒸煮食味品质的相关性状进行了数量性状基因定位。共检测到了45个与水稻粒长、粒宽、长宽比、垩白率、直链淀粉含量、糊化温度相关的QTL,分布在水稻的第1、2、3、4、6、7、9、10、12染色体上,其中有9个QTL的效应被重复检测到。     

水稻杂种后代籽粒直链淀粉和蛋白质含量选择对产量和品质性状的影响

选用稻米直链淀粉和蛋白质含量有差异的2个粳稻品种配制的杂交组合,以籽粒直链淀粉和蛋白质含量为选择指标对杂种后代进行连续的定向选择,研究直链淀粉和蛋白质含量选择对杂种后代稻米蒸煮食味品质和产量性状的影响.结果表明,随着直链淀粉和蛋白质含量的提高,杂种后代的食味值下降.直链淀粉和蛋白质含量高的株系,其最高黏度和下降黏度值低...