籼稻背景下导入Wx~(in)等位基因改良稻米食味和理化品质

水稻Wx~b等位基因已广泛用于籼稻的品质改良,但携带该等位基因的一些籼稻米饭往往偏软,仍需进一步改良。为明确籼稻背景下导入Wxin等位基因对稻米食味品质和理化品质的效应,分别以携带Wxin的IR64和携带Wx~b的9311为供体,以携带Wxa的籼稻SIR3611 (3611)为受体,基于分子标记辅助选择,通过杂交和连续回交的方式构建了3611背景下携带Wxin和Wx~b的近等基因系。系统比较了不同近等基因系间的农艺性状以及稻米的食味和理化品质。结果表明,近等基因系与受体亲本3611的主要农艺性状基本接近,无显著差异。NIL(Wxin)稻米的表观直链淀粉含量较亲本3611极显著下降而胶稠度极显著增加。NIL(Wx~b)稻米表观直链淀粉含量最低且与之对应的胶稠度最高。近等基因系NIL(Wxin)和NIL(Wx~b)稻米的食味值较亲本极显著提高。NIL(Wx~(in))和NIL(Wx~b)稻米的GBSSI丰度与对应的表观直链淀粉含量具有明显的正相关。稻米粉的黏滞性谱、热糊化特性和晶体结构与直链淀粉含量显著相关性。本研究为在我国籼稻品种品质改良中有效利用Wxin等位基因提供了重要依据。     

Development of a kompetitive allele‐specific PCR marker for selection of the mutated Wx‐D1d allele in wheat breeding

Waxy (Wx) protein is a key enzyme for synthesis of amylose in endosperm. Amylose content in wheat grain influences the quality of end‐use products. Seven alleles have been described at the Wx‐D1 locus, but only two of them (Wx‐D1b, Wx‐D1e) were genotyped with codominant markers. The waxy wheat line K107Wx1 developed by treating ‘Kanto 107’ seeds with ethyl methanesulphonate carries the Wx‐D1d allele. However, no molecular basis supports this nomenclature. In the present study, DNA sequence analysis confirmed that a single nucleotide polymorphism in the sixth exon of Wx‐D1 changed tryptophan at position 301 into a termination codon. Based on this sequence variation, a PCR‐based KASP marker was developed to detect this point mutation using 68 BC₈F₁ plants and 297 BC₈F₂ lines derived from the cross ‘Ningmai 14’*9/K107Wx1. Combined with codominant markers for the Wx‐A1 and Wx‐B1 alleles, waxy and non‐waxy near‐isogenic lines were distinguished. The KASP marker was efficient in identifying the mutant allele and can be used to transfer waxiness to elite lines.     

籼稻Wx基因与稻米食用品质的相关性分析

以14个水稻品种及亲本为材料,通过检测各材料的Wx基因型,测定其直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)和糊化温度(GT),对参试品种的Wx基因与AC、GC和GT的相关性进行了分析.结果表明,基因型为GG的品种具有较高的AC和较低的GC,而TT型品种具有中等的AC和较高的GC;AC与GC、GT呈极显著负相关,说明Wx除了控制稻米的AC之外,Wx与之紧密连锁的基因位点还可能影响GC的高低程度和GT的大小.对属于同一个恢复系的杂交组合的不育系和品种之间作偏相关性分析表明,优良品种的AC与不育系呈显著负相关,而品种的GC和GT与不育系之间的相关性却没有那么明显.     

糯性普通小麦的产生及其淀粉特性研究

以江苏白火麦（缺失Wx-Dl)和关东107（缺失Wx-Al和Wx-Bl）为亲本配制杂交组合，采用花粉和籽粒剖面染色、蛋白质电泳进行筛选和鉴定，人工创造得到自然界不存在的糯性小麦，并对其直链淀粉含量及淀粉品质性状进行研究。结果表明，所得到的两个糯性小麦吕系直链淀粉含量很低（小于1％），其糊化特性、膨胀势特性亦与普通小麦品种不同；RVA高峰粘度明显低于其亲本，其高峰粘度出现较快，而且反弹值不明显；其淀粉膨胀能力远大于亲本。     

小麦Wx基因近等基因系的创制及其对直链淀粉含量、面条感官品质的影响

为明确不同Wx基因对小麦直链淀粉含量的影响以及筛选面条品质优异的基因型,以糯小麦品系Caiwx (aabbdd)为3个Wx基因隐性突变供体亲本,以扬麦01-2 (AABBDD)为轮回亲本,利用连续回交结合花粉碘染、STS标记和同工酶标记检测方法,创制了8种Wx基因纯合基因型的近等基因系,其基因型分别为AABBDD、AABBdd、AAbbDD、AAbbdd、aaBBDD、aaBBdd、aabbDD和aabbdd。利用这些基因型探讨了不同Wx基因对直链淀粉含量及面条感官品质的影响。结果表明,各系的直链淀粉含量为0.9%~24.8%,系间差异显著;糯小麦型(aabbdd)直链淀粉含量最低,双缺失型和单缺失型其次,双缺失型中aaBBdd型含量最高,单缺失型中AAbbDD型含量最低,表明Wx-B1对直链淀粉的合成作用最大。糯小麦型面条的色泽、表观、软硬度、黏性、韧性得分以及总分显著低于其他类型及轮回亲本扬麦01-2;单缺失型面条的色泽、表观得分、总分显著高于轮回亲本扬麦01-2,其中aaBBDD型面条品质表现突出,与市售优质面条粉“雪花粉”制作的面条得分相当,而其他7种基因型及轮回亲本扬麦01-2的面条评分均显著低于雪花粉。说明可以通过遗传操作Wx基因培育优质面条小麦品种。     

STS标记检测非糯籼稻蜡质基因的效果研究

以82份非糯籼型杂交稻的亲本作为材料,用STS标记Wi10-1和Wi10-2检测其蜡质基因型,并测定其中65份材料的直链淀粉含量,研究STS标记的检测效果。结果表明:STS能准确检测供试材料的蜡质基因型;36份保持系/不育系中30%为WxbWxb,46份恢复系中60%为WxbWxb,16份早稻和早中熟恢复系仅25%为WxbWxb,30份迟熟恢复系中80%为WxbWxb;65份材料直链淀粉含量变幅为11.13%~28.49%,直链淀粉含量与STS标记的相关达1%显著水平(r=0.905);WxaWxa比WxbWxb材料直链淀粉含量平均高9.65个百分点,差异达1%显著水平;同一基因型的材料间直链淀粉含量仍有较大差异,在分子标记辅助选择的基础上,育种材料定选时还需结合直链淀粉含量的直接测定。     

小麦(T. aestivum)Waxy-D1 基因缺失材料的发现及分析

利用SDS-PAGE技术, 从河北省及其它省引进小麦地方品种900份中, 鉴定出了普通小麦Waxy-D1基因缺失材料一份, Waxy-B1基因缺失材料6份。 这些材料的发现, 为我国开展品质育种研究打下了基础, 尤其是Waxy-D1隐性材料尤为稀少, 是至今为止世界上发现的第二份含有该隐性基因的地方品种。 在小麦淀粉遗传控制研究和品质育种     

Polymorphism of waxy proteins in Iberian hexaploid wheats

A collection of 130 cultivars of bread wheat, 332 landraces of bread wheat and 144 spelt wheats was analysed for waxy proteins in the grain. The electrophoretic patterns showed very low polymorphism and most of the hexaploid wheats had the Wx-Ala, Wx-D1a and Wx-B1 alleles of ‘Chinese Spring’. Two alleles were detected at Wx-A1 (Wx-A1a, and Wx-A1b (null)), the latter was present in only 5.1% of the bread wheat landraces and 7.6% ofthe spelt wheats. No allelic variation was found at the Wx-D1 locus and all the hexaploid wheats had the Wx-D1a allele. Wx-B1 was the most polymorphic locus, with three alleles detected: Wx-B1a, Wx-B1b (null) and Wx-Blc coding for a Wx-B1 protein with a slightly different mobility from Wx-B1a. The null Wx-B1b allele was found in 10.8% of the bread wheat cultivars, 21.4% of the bread wheat landraces and 12.5% of the spelt wheats. Among the 604 hexaploid wheats analysed, only two bread wheat landraces (0.6%) and two spelt wheats (1.4%) had the null allele at both Wx-A1 and Wx-B1 loci.     

江苏和东北粳稻稻米理化特性及Wx和OsSSIIa基因序列分析

依据地理来源和直链淀粉含量将87份供试粳稻品种(系)划分为江苏普通粳稻、东北粳稻和江苏半糯粳稻3种类型,系统比较了稻米理化性状及淀粉合成主效基因Wx和OsSSIIa序列的差异,以探究其食味品质特征及其形成的分子基础。与东北粳稻相比,江苏普通粳稻的直链淀粉含量偏低,蛋白质含量和糊化温度偏高,而胶稠度和RVA谱特征值相当。与江苏普通粳稻和东北粳稻相比,江苏半糯粳稻具有较低的直链淀粉含量、较大的胶稠度及独特的RVA谱特征。大多数性状变异系数在3种类型粳稻中均较小,仅消减值变异系数较大,说明品种(系)间的稻米回生性存在较大差异而其他性状较为一致。各性状间的相关性在3种类型粳稻中表现不尽相同,说明地理来源和品种特性影响食味品质性状间的相关程度。聚类分析将87份粳稻分为4个类群,江苏普通粳稻与东北粳稻主要分布于类群I和II,且品种间相互交错;类群III由2个江苏普通粳稻品系和1个江苏半糯粳稻(徐稻9号)组成,多数性状值位于普通粳稻与半糯粳稻之间;类群IV中均为江苏半糯粳稻。序列分析表明江苏普通粳稻和东北粳稻中Wxb基因无序列差异,而江苏半糯粳稻在Wxb第4外显子上发生G/A替换,属Wxmp等位基因型;江苏省部分粳稻品种(系)携带OsSSIIa(G-GC)等位基因,从而导致高糊化温度。