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。     

江苏省粳稻淀粉合成相关基因等位变异检测及其对稻米理化指标的影响

大量研究表明,稻米食味品质除受主效基因Wx控制外,还受其他稻米食味品质相关基因的影响。为了探明江苏省粳稻不同淀粉合成相关基因的遗传变异组合对稻米理化指标的影响,本研究利用分子标记对203份江苏省粳稻预试材料(2015年)的9个淀粉合成相关基因的基因型进行检测,发现9个基因位点中仅Wx^CT、SSIIIa这2个位点广泛存在2种类型的等位基因变异,其他7个位点只有0～3份粳稻含有不同类型的等位基因,在此基础上分别研究Wx^CT、SSIIIa基因的遗传效应。研究发现来源于(CT)₁₈的等位基因可能有减少直链淀粉含量(AC)的效应,来源于SSIIIa¹的等位基因可能有减少直链淀粉含量、增加胶稠度(GC)的效应。进一步研究发现Wx^CT、SSIIIa基因之间存在互作效应,且基因间互作效应的方向随基因来源不同而异。     

稻米蒸煮品质与营养品质的相关性分析

本研究测定了49个不同米质类型的水稻品种（组合）的直链淀粉含量、蛋白质含量、胶稠度和碱消值，并分析了它们之间的相关性。结果表明：杂交稻与常规稻之间、杂交稻中不同不育系来源的组合之间在上述相关性上既有共性，又有各自的特性；所有品种（组合）的共性为蛋白质含量与胶稠度和碱消值无显著相关；测试品种的总体结果为直链淀粉含量与胶稠度极显著负相关；所有杂交稻的总体分析结果中未发现显著相关性；杂交组合按不同不育系的分类分析表明，Ⅱ优系列组合有别于K优系列和杂交组合的总体分析结果；杂交稻与常规稻之间的最大差异为直链淀粉含量与胶稠度之间的相关性，杂交稻无显著相关，常规稻则显著负相关。     

提高蒸煮与食味品质鉴定准确性,优化稻米品质

加入ＷＴＯ后 ,为了应对国际竞争 ,我国所有作物都加快了品质改良步伐 ,水稻当然也概莫例外。作为食粮 ,稻米品质评价内容一般包括加工品质、外观品质、蒸煮与食味品质、营养品质等四个方面。但这四个方面的重要性是不同的 ,从消费者的角度讲 ,蒸煮与食味品质是最重要的。因而 ,品质改良的最终目标应是育成食味一流的品种。就我省稻米品质改良的实践来看 ,近年来确实育成了一批外观较好的品种 ,但从食味的角度审视 ,新育成的品种并没有明显的提高 ,甚至远低于传统品种。究其造成上述局面的原因 ,笔者认为是由于育种单位大多较重视加工品质与…     

淀粉合成相关酶活性变化及其与籽粒灌浆和稻米品质的关系

以弯穗型水稻品种辽138、北方大穗型新株形水稻辽263和杂交稻9158为材料,研究灌浆勰间强弱势粒的灌浆动态、ADP葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和Q酶的活性变化及其与籽粒灌浆及与稻米品质之间的关系。结果表明：三种酶的活性达到峰值的时间不同,活性也不同：在各品种强势粒间,酶的活性差异不明显,而在弱势粒间则差异显著：三种酶的活性与籽粒最大灌浆速率和籽粒平均褪浆速率均呈极显著正相关。在整个籽粒发育期间,酶活性对整米率影响最大,其次是胶稠度和直链淀粉,对糙米率和精米率影响最小,没有达到显著相关水平。     

稻米蒸煮特性与品质性状的相关分析

对54个粳稻品种进行稻米蒸煮特性与稻米品质性状的相关分析,结果表明,提高稻米碾磨品质使蒸煮特性指标(pH值除外)有下降趋势;粒形3项指标与吸水率、膨胀率关系密切,长粒型米吸水率和膨胀率高,短粒型米吸水率和膨胀率低,垩白大小分别与碘蓝值、固体溶出物呈显著负相关;直链淀粉含量分别与碘蓝值、固体溶出物,碱消值与固体溶出物,都达到极显著正相关;稻米蒸煮过程中米汤的pH值主要受大米中蛋白质含量和脂肪酸含量的影响.     

水稻淀粉合成相关基因分子标记的筛选与利用

利用分子标记检测的方法,对不同水稻品种间的淀粉合成相关基因的基因型进行了系统筛选。结果显示,淀粉合成相关基因在籼粳亚种间表现出较好的多态性,在籼亚种内存在较大变异,在粳亚种内较为保守,籼稻品种9311和明恢63的基因型更接近于粳稻品种;在28个粳稻亲本中检测到6个淀粉合成相关基因存在着2种或3种等位基因型。利用在关东194和武粳13之间具有多态性的可溶性淀粉合成酶基因SSIIa和SSIIIa的分子标记,在其杂交后代88份粳稻品系中检测到2个基因的4种基因型。     

籼稻栽培品种中淀粉合成相关基因的遗传变异和群体结构分析

选用34个淀粉合成相关基因分子标记对87份来自不同国家和地区的籼稻栽培品种进行遗传变异和群体结构分析.结果表明,34对引物共检测到80个等位变异,平均每个位点含2.35个等位基因,品种间等位基因变异范围2～6;Shannon's信息指数变幅为0.303 ～0.796,平均为0.539;多态信息含量(PIC)的变幅为0.084～0.658,平均0.295;遗传相似系数变幅为0.265 ～0.990,表明淀粉合成相关基因在品种间存在遗传差异,但不同品种间等位基因的变异频率不同.87份籼稻品种可以分成3个类群,类群内品种遗传背景比较相似,类群间品种遗传背景差异明显,其中,39.1％的籼稻品种遗传组分单一,而遗传背景复杂的籼稻品种达到60.9％.该研究可为水稻淀粉品质的遗传改良提供依据,并为后续淀粉品质性状的关联分析奠定基础.     

稻米淀粉RVA谱特征与品质性状相关性研究

 通过2年分别对114个和101个水稻品种（系）的各项品质指标及RVA谱的测定，研究了RVA谱特征值与外观品质、蒸煮理化指标、食味品质的相关关系。结果表明：（1）RVA谱特征值与外观品质中的透明度、垩白率关系较密切。同一品种的稻米，有垩白比无垩白米的表观直链淀粉含量（AAC）要高，热浆粘度、冷胶粘度、消减值、回复值大。（2）RVA谱特征值与蒸煮理化指标中的AAC、胶稠度（GC）相关极为显著，与糊化温度(GT)相关性不显著;（3）除最高粘度外，RVA谱的其余特征值与食味品质的主要指标呈极显著相关。以上结果表明，RVA谱特征值可以作为优质稻米的辅助选择指标。     

小麦淀粉合成相关酶的研究现状

对小麦碳代谢过程中相关酶进行了综述,重点分析了与淀粉合成相关的酶。蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、ADPG焦磷酸化酶和淀粉合成酶都是淀粉合成的关键酶。     

Mapping quantitative trait loci associated with starch paste viscosity attributes by using double haploid populations of rice(Oryza sativa L.)

The paste viscosity attributes of starch, measured by rapid visco analyzer(RVA), are important factors for the evaluation of the cooking and eating qualities of rice in breeding programs. To determine the genetic roots of the paste viscosity attributes of rice grains, quantitative trait loci(QTLs) associated with the paste viscosity attributes were mapped, using a double haploid(DH) population derived from Zhongjiazao 17(YK17), a super rice variety, crossed with D50, a tropic japonica variety. Fifty-four QTLs, for seven parameters of the RVA profiles, were identified in three planting seasons. The 54 QTLs were located on all of the 12 chromosomes, with a single QTL explaining 5.99 to 47.11% of phenotypic variation. From the QTLs identified, four were repeatedly detected under three environmental conditions and the other four QTLs were repeated under two environments. Most of the QTLs detected for peak viscosity(PKV), trough viscosity(TV), cool paste viscosity(CPV), breakdown viscosity(BDV), setback viscosity(SBV), and peak time(PeT) were located in the interval of RM6775–RM3805 under all three environmental conditions, with the exception of pasting temperature(PaT). For digenic interactions, eight QTLs with six traits were identified for additive×environment interactions in all three planting environments.The epistatic interactions were estimated only for PKV, SBV and PaT. The present study will facilitate further understanding of the genetic architecture of eating and cooking quality(ECQ) in the rice quality improvement program.     

稻米胶稠度基因位点的标记和分析

 以硬胶稠度 (GC)的 CT9993和中等胶稠度的 KDML1 0 5水稻品系杂交产生的 1 52个重组近交系 (RIL)为材料 ,用 RFLP、AFLP和微卫星 (SSLP)标记构建了 3张分子标记连锁图 ,以此对控制稻米 GC的数量性状位点 (QTL)进行了分析。结果表明 ,稻米 GC主要受位于第 3染色体的两个连锁位点控制 ,它们分别位于 R2 1 70左、右两侧 8.8c M和 1 7c M处。上述两个位点都以大于 1 6.0的 LOD值检测到。控制 GC的微效 QTL的数目则因连锁图的不同而异 ,约为 4～9个     

Comparative analysis on grain quality and yield of different panicle weight indica-japonica hybrid rice(Oryza sativa L.) cultivars

Indica-japonica hybrid rice(Oryza sativa L.) cultivars showed high yield potential and poor tasting quality when compared with common japonica rice cultivars. Large panicle is a prominent factor of high yield for indica-japonica hybrid rice cultivars, and the panicle weight varies greatly among different indica-japonica hybrid rice cultivars. It is important to research on yield and grain quality of different panicle weight indica-japonica hybrid rice cultivars. In this study, two different panicle types indica-japonica hybrid cultivars were used to research on the relation of yield and grain quality. The yields of two heavy panicle weights indica-japonica hybrid cultivars were significantly higher than that of two medium panicle weight rice cultivars. The cooking and eating quality and starch properties of different panicle type cultivars were evaluated. Yongyou 6715(medium panicle) and Yongyou 1852(heavy panicle) got the relatively higher cooking and eating quality. Rice cultivars with medium panicle weight had more large starch granules and higher relative crystallinity than cultivars with heavy panicle weight. Transition temperature and retrogradation enthalpy(ΔHret) of medium panicle type cultivars were significantly higher than that of heavy panicle type cultivars. There was no significant difference in amylose content among different panicle type cultivars. Protein content of heavy panicle type cultivar was higher than that of medium panicle type cultivar, and protein content is the main factor affect cooking and eating quality in this study. The cultivar Yongyou 6715 got the highest taste value with the lowest protein content. Thus, it is suggested that the emphasis on improving rice cooking and eating quality of indica-japonica hybrid rice cultivars is how to reduce the protein content in rice grain. According to the results of this study, medium panicle type with high grain weight is the desired panicle type for high quality indica-japonica hybrid rice breeding.     

水稻4个异交相关性状的QTL定位研究

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BIL)作图群体(BC1F12),用复合区间作图方法(CIM),对水稻4个异交相关性状进行了QTL分析.结果表明,开颖角度检测到2个QTL,分别位于第 12 染色体的C1069-R1709和R270-G2140区间,共解释性状变异的18.51%,2个位点的增效等位基因均来自Kasalath.柱头外露率检测到1个QTL,位于第 3 染色体的C63-C563区间,解释性状变异的15.99%,增效等位基因来自Kasalath.单花开花历时检测到1个QTL,位于第9染色体的G385-R2272区间,解释性状变异的10.75%,增效等位基因来自Kasalath.包颈长检测到3个QTL,分别位于第3染色体的C136-R250、第5染色体的R521-C1230和第10染色体的R2194-R1629区间,共解释性状变异的39.40%,qPEL-5位点的增效等位基因来自Nipponbare,qPEL-3和qPEL-10位点的增效等位基因均来自Kasalath.     

控制水稻穗形相关性状的QTL定位

穗是水稻产量的最终表达部位,穗部性状在产量构成因素中占有很重要的地位.该研究采用以粳稻Asominori为遗传背景、籼稻IR24为染色体片段供体的染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体,于2007年和2008年对水稻穗部性状进行了相关分析及其数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)的定位.结果表明:穗部性状与单株产量存在极显著的正相关,并检测到影响5个相关性状的33个QTL,分布在第1、第3、第4、第6和第8条等染色体上,贡献率介于5.35%与37.59%之间,其中两年同时检测到的稳定表达QTL10个,约占30.3%;在第1染色体RM493和RM5496标记附近、第4染色体RM317标记附近、第6染色体RM217标记附近和第8染色体RM331及RM502标记位置均检测到能同时控制穗部多个性状的QTL,可能是因为基因的多效性或基因的紧密连锁所致.在育种中利用与这些QTL连锁的分子标记进行辅助选择,将有助于多个性状的协同改良.     

基于EST-SSR标记甘薯连锁图谱构建及淀粉性状的QTL定位

【目的】利用分子标记技术,构建甘薯遗传连锁图谱,并分析甘薯淀粉含量性状的QTL位点,为高淀粉含量甘薯种质资源利用及甘薯分子标记辅助育种提供理论和实践依据。【方法】以高淀粉含量品种万薯5号为母本、低淀粉含量品种商丘52-7为父本建立杂交群体,利用EST-SSR标记,采用"双假测交"策略和运用Join Map4.0软件,分别构建双亲遗传连锁图谱,并结合F1(2012、2013年)群体表型数据采用区间作图法对淀粉含量性状进行QTL检测。【结果】利用1 679对EST-SSR引物筛选出的1 045对多态性引物检测F1群体的标记基因型,获得了1 418个标记位点。分别对上述获得的父母本多态性标记进行遗传连锁分析,在LOD≥5.0情况下,分别构建父母本的连锁遗传图谱。采用642个标记的多态性位点构建母本连锁群74个,其中,215个标记位点位于连锁图谱上,占标记多态性位点总数的33.5%。每个连锁群上有2—11个标记位点,连锁群长度在0.6—129.4 cM,图谱总长为3 826.07 c M,标记间平均距离为17.80 c M。属于父本的776个标记位点构建了80个连锁群,共有252个标记位点构建在连锁图谱上,占标记总数的32.5%,每个连锁群上有2—24个标记位点,连锁群长度在2.0—156.8 c M,图谱总长为3 955.0 cM,标记间平均距离为15.7 c M。以F1杂交群体构建的遗传连锁图谱,结合2012年、2013年2个环境,利用QTL作图软件MapQTL5.0,采用区间作图法进行分析,共检测到17个与淀粉含量性状相关的QTL,贡献率在8.4%—40.5%。其中qWsc-1、qWsc-2、qWsc-3 3个QTL位于母本万薯5号连锁群上,且在2年环境中均可检测到;14个QTL位于父本商丘52-7连锁群上,qSsc-1、qSsc-2、qSsc-3、qSsc-4、qSsc-8、qSsc-10、qSsc-11、qSsc-12是在2个环境均检测到的QTL。qSsc-5、qSsc-6、qSsc-7、qSsc-9、qSsc-13、qSsc-14是只在1个环境检测到的QTL。标记GDAAS0603在双亲中和2个环境中均同时检测到,这些环境稳定QTL可用于分子标记辅助选择。【结论】分别构建了亲本EST-SSR分子标记连锁群图谱,丰富了构建甘薯图谱的标记类型,定位了17个与淀粉含量相关的QTL位点。     

水稻穗颈维管束及产量相关性状的QTL分析

采用2个偏粳品种“光三”／C418的重组自交系群体，构建SSR标记的连锁图谱，并以此对水稻穗颈维管束数和产量相关性状进行了QTL(Quantitative Trait Loci)分析。在第1，5，8和11染色体上检测到4个控制穗颈大维管束数的QTL。在第5，9和10染色体上检测到3个控制穗颈小维管束数的QTL；共检测到产量及8个与产量相关性状的30个QTL。通过分析穗颈维管束数与穗一、二次枝梗数，穗一、二次枝梗粒数，穗粒数，结实率，单株产量QTL在染色体上的分布及连锁关系，表明穗颈维管束是影响产量的重要解剖结构；通过增加穗颈大、小维管束数可望增加水稻“库”的容量。保证“流”的畅通。     

籼型杂交稻碾磨、外观品质性状的杂种优势分析

以具有广泛代表性的4个不育系和8个恢复系为材料,采用NC 交配设计研究了9个碾磨品质和外观品质性状的杂种优势及其相关性.结果表明,垩白粒率、垩白度、糙米率、精米率和整精米率表现正向中亲优势,糙米长、糙米宽、糙米长宽比表现负向中亲优势,糙米厚无中亲优势.垩白粒率和垩白度的中亲优势最大.垩白粒率、垩白度、糙米率和精米率表现正向超亲优势,整精米率、糙米长、糙米宽、糙米厚和糙米长宽比表现负向超亲优势.垩白度的超亲优势最大.相关分析表明,在糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率和垩白度性状方面,F1杂种与其亲本值间无相关性,而除了垩白粒率外,与中亲优势和超亲优势间的相关均表现显著或极显著的正向水平.降低糙米长的超亲优势可明显增加整精米率的超亲优势,提高糙米长、糙米宽和糙米长宽比的超亲优势可明显增加垩白粒率和垩白度的超亲优势.     

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