BEIIb基因对稻米直链淀粉及其合成途径中相关基因的影响

BEIIb基因是水稻淀粉合成的一个分支酶基因,在IR36的ae突变体中,BEIIb的缺失导致了直链淀粉的大幅度提高,同时影响了淀粉合成途径一些基因的表达。为深入探索不同直链淀粉含量品种的理化性质以及决定高直链淀粉含量的遗传因子。本研究选用了IR36及其突变体以及4份不同直链淀粉含量的水稻品种进行淀粉含量、理化性质以及淀粉合成途径相关的遗传因子的表达分析。研究发现直链淀粉含量IR36的ae突变体(30.05%)是野生型IR36(21.07%)的1.4倍,且明显高于其它品种,最低的是糯稻品种‘朝紫’(3.52%);IR36ae突变体与野生型的糊化温度也存在显著差异,且综合其他几个品种的结果发现,稻米的糊化温度与直链淀粉含量呈负相关;IR36ae突变体的胶稠度比野生型的硬,且直链淀粉含量越高的品种胶稠度越硬;IR36ae突变体的淀粉颗粒比野生型要稍大一点,且直链淀粉含量较高的品种淀粉颗粒较大;定量PCR结果表明ae突变体中BEIIb的缺失导致了Wx基因的上调,以及SSI和BEI、BEIIa的下调。且淀粉合成关键酶基因中的Wx基因(GBSSⅠ)在不同品种以及不同发育时期表达量均为最高,支链淀粉合成相关基因在低直链淀粉品种中的表达明显高于在高直链淀粉品种中的表达。BEIIb的缺失引起直链淀粉的明显提高,糊化温度的降低,淀粉颗粒的增大,以及一些淀粉合成相关基因的改变。     

水稻长护颖突变体基因的克隆与表达分析

【目的】利用EMS对水稻（Oryza sativa L.）保持系品种宜香1B进行诱变,筛选出3份长护颖突变体。通过基因定位和克隆,探明控制该性状的遗传基础以及分子机理,并在不同器官进行表达分析,了解该基因表达特点。【方法】以3份水稻长护颖突变体Oslg-1、Oslg-2和Oslg-3为材料,进行表型分析、等位性鉴定、基因定位、生物信息学分析,以及qRT-PCR定量表达分析。【结果】Oslg-1突变体小穗在幼穗发育早期与野生型无明显差异,但在成熟期其护颖的远轴表皮细胞凸起且粗糙,形成的结节轴向对齐排列,且毛状物较多,形成垂直相间的横纵沟,与外稃表皮细胞结构相似。遗传分析表明,该类突变表型受1对隐性基因控制,OsLG定位于第7染色体短臂SSR标记RM5344和RM20934之间,遗传距离分别为1.11和0.82 cM,物理距离为246.3 kb。对该区域候选基因分析和测序,发现LOC_Os07g04670基因在编码区第182位碱基（T→A）改变,导致其编码氨基酸第61位（Leu→His）的改变。等位性分析表明,Oslg-2、Oslg-3与Oslg-1属等位变异,进而对突变体Oslg-2和Oslg-3的OsLG测序,突变分别发生在第316位（T→A）和119位（T→C）碱基,导致其编码的氨基酸第106位（Trp→Arg）和第40位（Leu→Pro）突变。对该基因进行同源进化分析和序列比对,表明该基因可能调控水稻护颖伸长。对本突变材料的候选基因和另一控制护颖性状的PAP2进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析,结果表明,OsLG在水稻的叶片、穗、叶鞘和根中均有表达,且在穗部表达最高,而PAP2在除穗部以外的其他部位几乎不表达,表明2个控制护颖性状的基因均具有组织特异性,且PAP2的特异性更强;在长护颖突变体中,2个基因表达量均下调,表明其具有协同表达特点。【结论】3份水稻长护颖突变体OsLG与已报道的G1为同一基因,其功能结构域内氨基酸的突变导致长护颖发育;OsLG和PAP2在穗部具有协同表达的特点。