富含抗性淀粉水稻突变体的淀粉特性

 从杂交水稻优异恢复系R7954诱变筛选了1个富含抗性淀粉的突变体RS111。该突变体热米饭中抗性淀粉的含量高达7.0%，是其野生型的2.4倍。突变体的淀粉颗粒形态、DSC和多晶衍射的曲线和参数与野生型明显不同，表现为淀粉颗粒大小较为一致，圆形和卵形淀粉颗粒所占比率较高，溶晶起始温度(TO)、最高温度(TP)、回落温度(TC)、焓变(ΔHGEL)及结晶度更低。突变体的表观直链淀粉、粗脂肪和粗纤维的含量显著提高。     

转Bt基因杂种后代的稻米直链淀粉含量与粘滞性淀粉谱分析

以克螟稻TS5为亲本与5个感虫亲本作正反杂交配组．分析了各组合后代抗虫株系和非抗虫株系及其双亲的直链淀粉含量（AAC）和粘滞性淀粉谱（RVA谱）。结果表明．杂种后代的AAC基本介于双亲之间，且偏向于高值亲本。AAC与最粘时间（PT）呈极显著正相关（0．7929）．与消减值（SBV）、最高粘度（PKV）、热浆粘度（HPV）、冷胶粘度（CPV）呈显著或极显著正相关，与崩解值呈负相关；杂种后代的RVA谱特征值与其双亲相比．无明显变化．但部分性状有所改善。这为抗虫杂交水稻的育种提供了参考依据。     

转抗除草剂基因水稻与亲本的稻米理化特性及主要营养成分比较

对转抗除草剂基因水稻与原亲本稻米的理化特性和关键性营养成分进行了比较,发现在最高粘度、热浆粘度和冷胶粘度等RVA谱特征值上两者有显著差异,但在表观直链淀粉含量、胶稠度和淀粉粘滞特性的崩解值和消减值等淀粉食用品质方面基本相同;在粗蛋白、粗脂肪、总灰分、氨基酸和矿物质等关键性营养成分上不存在显著差异。表明在水稻遗传转化操作过程中,T-DNA插入并未显著改变原亲本的上述品质性状。     

高直链淀粉突变体Goamy2的淀粉糊化特性及淀粉结构分析

以高直链淀粉及突变体材料Goamy2及其野生型亲本Ilpumbyeo米粉为材料,比较了它们在理化性质和糊化特性上的差别,并通过体积排阻色谱(Size Exclusion Chromatography,SEC)分析其水溶性和不溶性淀粉组成结构差别。从冷水溶性成分来看,Goamy2主要以小分子DP141～DP2(DP为聚合度)为主,而Ilpumbyeo中带分支的链DP4100～DP64也就是相对大分子所占的比例较高,达到33.3%。从热水溶性淀粉成分来看,突变体Goamy2直链淀粉和支链淀粉的比例大致为4∶1,而Ilpumbyeo直链淀粉和支链淀粉比例大致为1∶1。至于两个材料的热水溶性支链淀粉链长分布,长短链比例差别较大,Goamy2长短链比率为0.67,而Ilpumbyeo为0.32。从热水不溶性成分来看,两个材料均以支链淀粉为主,直链淀粉所占的比例很低,均不到5%。热水不溶性支链成分的链长分布中,野生型亲本Ilpumbyeo以短链为主,短链所占的比例高达72.5%,而突变体Goamy2短链和长链几乎各占一半。     

稻米淀粉粘滞性谱特征的表现及其遗传

通过对水稻F[sub]2[/sub]无性系群体及大量品种（系）的RVA谱的测定,研究了稻米淀粉RVA谱的类型及遗传。结果表明：（1）RVA谱可分为A~F六种类型,糯稻的特征图谱为A型,籼稻的特征图谱有B、C、D、E、F五种类型,粳稻有D、E、F三种类型。（2）稻米的表观直链淀粉含量（AAC）不同,RVA谱则不同。稻米的AAC相同,RVA谱也可不同,在低、中AAC类型中,RVA谱的差异能反映品种食味品质的差异。（3）4个杂交稻组合的RVA谱表现出相同的特点,除最高粘度和起浆温度外,其他特征值均介于双亲之间,表明杂交稻米品质改良要求不育系与恢复系的改良同步进行。（4）在F[sub]2[/sub]无性系群体中,RVA谱各特征均呈连续分布,最高粘度是典型的数量性状遗传,热浆粘度、冷胶粘度、崩解值、消减值、回复值都可能是由一对主效基因和若干微效基因共同控制的遗传。     

水稻抗性淀粉突变体抗性淀粉结构的比较研究

利用凝胶渗透色谱法和毛细管电泳法对2个富含抗性淀粉的水稻突变体RS111、AE及其野生型亲本R7954、IR36的抗性淀粉组成结构进行了比较研究，分析了2个突变体与野生型亲本抗性淀粉中直链淀粉和支链淀粉的差异。 RS111的抗性淀粉主要来源于直链淀粉，支链淀粉所占比例很小，直链淀粉与支链淀粉的比率相对于野生型亲本来说大大提高，从抗性淀粉中支链淀粉的链长分布来看，RS111与R7954比较一致，只是RS111中聚合度为10的短链比例明显小于亲本R7954；而另一突变体AE的抗性淀粉来源中，支链淀粉所占比例很大，直链淀粉与支链淀粉的比率相对于野生型亲本来说变化不大，支链淀粉中聚合度为10左右的短链比例大大高于亲本IR36，而聚合度为16、21左右的中长链比例远远低于亲本。     

水稻超绿突变体光合特性的初步研究

对水稻超绿突变体的叶绿素含量及其光合特性进行了初步研究,结果表明,超绿突变体的叶绿素含量及其叶片的蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度都显著高于对照;超绿突变体的净光合速率也较高,但与对照差异不明显。叶绿素荧光动力学分析结果表明,超绿突变体的最大荧光产量(Fm)较大,以光能吸收为基础的光合性能指数(PI)也较高。     

水稻糯性突变对淀粉理化特性的影响

比较了籼、粳两个糯性突变品种与原亲本品种淀粉的理化特性。糯性突变后除了直链淀粉含量显著降低外,淀粉的糊化温度变高、胶稠度增大、RVA谱(rapid viscosity analyzer)参数下降。RVA谱参数降低的幅度从高到低依次是消减值>回复值>冷胶粘度>热浆粘度>最高粘度>崩解值,表明控制直链淀粉含量的Wx位点对淀粉糊化特性和粘滞性是有影响的,存在多效性。同时,两个糯稻品种之间的RVA谱差异较大,其中崩解值和最高粘度差值均大于糯性突变对它们的影响,说明除直链淀粉外,支链淀粉也影响淀粉的理化特性。对Wx位点鉴定的结果显示扬辐糯4号wx基因第一内含子剪切位点＋1位的碱基由原品种的G突变成了T,扬糯2号与其原品种相同(均为T);两个糯稻突变品种wx基因前导区的(CT)n微卫星重复序列与原品种相比都发生了变化。     

水稻粉质胚乳突变体ws的表型分析及基因克隆

从甲基亚硝基脲(1-Methyl-1-Nitrosourea,MNU)处理的粳稻品种滇粳优1号突变体库中,筛选到一个稳定遗传的胚乳粉质突变体ws,其籽粒的千粒重、籽粒大小、总淀粉含量、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。对成熟及发育中的胚乳淀粉结构进行观察,发现ws突变体的胚乳中产生大量小而不规则排布的单淀粉颗粒。利用F2群体中分离出的92个隐性极端个体将突变基因连锁在第8染色体近着丝粒位置,随后共用2025个极端个体将目标基因定位于95kb的区间。测序发现ws突变体中编码腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(Adenosine diphosphate glucose pyrophosphorylase,AGPase)小亚基S2的基因发生点突变,导致编码氨基酸的替换。基因表达分析发现,突变体胚乳中编码AGPase各亚基的相关基因表达量没有发生显著改变,而Western杂交分析显示突变体中AGPS2b的蛋白含量下降。同时,ws突变体的胚乳中AGPase活性下降为野生型的一半。研究结果表明,OsAGPS2的突变导致水稻胚乳中AGPase活性降低,从而影响了淀粉合成。     

环境因素对水稻淀粉特性的影响

淀粉作为稻米胚乳中最主要的成分,其种类、含量及分子结构与水稻品质性状相关性密切。本研究以粳稻品种沈农265与籼稻品种沪恢99杂交后的F10代重组自交系群体为试材,探究环境因子对淀粉特性的影响。结果发现表观直链淀粉(AAC)、长分支支链淀粉(Fb3)以及抗性淀粉(RS)含量表现为沈阳>四川>深圳>江苏,而短支链淀粉(Fa)含量则是沈阳<四川<深圳<江苏,AAC、Fb3、RS含量越高,其Fa含量越低。淀粉特性与大部分环境因子相关性显著,AAC、Fb3以及RS含量基本与光照时间、昼夜温差、夜间温度呈正相关,与日平均温度、白天温度、夜间温度、空气相对湿度、夜间湿度呈负相关,Fa含量上与光照时间、昼夜温差、夜间温度呈负相关,与日平均温度、白天温度、夜间温度、空气相对湿度、夜间湿度呈正相关。     

Anatomical and Chemical Characteristics of a Rolling Leaf Mutant of Rice and Its Ecophysiological Properties

The anatomical and chemical characteristics of a rolling leaf mutant (r/m) of rice (Oryza sativa L.) and its ecophysiological properties in photosynthesis and apoplastic transport were investigated. Compared with the wild type (WT),the areas of whole vascular bundles and xylem as well as the ratios of xylem area/whole vascular bundles area and xylem area/phloem area were higher in r/m, whereas the area and the width of foliar bulliform cell were lower. The Fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy spectra of foliar cell walls differed greatly between r/m and WT. The r/m exhibited lower protein and polysaccharide contents of foliar cell walls. An obvious reduction of pectin content was also found in r/m by biochemical measurements. Moreover, the rate of photosynthesis was depressed while the conductance of stoma and the intercellular CO2 concentration were enhanced in rim. The PTS fluorescence, which represents the ability of apoplastic transport, was 11% higher in r/m than in WT. These results suggest that the changes in anatomical and chemical characteristics of foliar vascular bundles, such as the reduction of proteins, pectins, and other polysaccharides of foliar cell walls, participate in the leaf rolling mutation, and consequently lead to the reduced photosynthetic dynamics and apoplastic transport ability in the mutant.     

稻米淀粉黏滞性(RVA谱)特征值的遗传及QTL定位分析

利用武育粳3号/Aichi 106构建的F2 群体,研究了精米粉RVA谱8个特征值: 最高黏度(peak viscosity,PKV)、热浆黏度(hot paste viscosity,HPV)、冷胶黏度(cool paste viscosity,CPV)、崩解值(breakdown viscosity,BDV)、消减值(setback viscosity,SBV)和回复值(consistence viscosity,CSV)、峰值时间（peak time, PeT）、糊化温度（pasting temperature, PaT）的遗传规律。结果表明, PKV为由微效基因控制的数量性状;HPV、CPV、SBV、BDV、CSV可能是由一对主基因和微效多基因共同控制的数量性状;PeT可能由两对主基因控制,并且还受微效多基因的影响。用热研2号/密阳23构建重组自交系群体,于2005-2006年对稻米淀粉RVA谱8个特征值进行了数量性状基因座QTL定位和分析,两年试验共检测到34个QTL,分布在第1、2、3、4、6、7、8共7条染色体上;两年同时检测到的QTL共8个,其中qHPV6、 qCPV6、 qCSV6、 qSBV6、qBDV6位于第6染色体的Wx基因附近;qHPV2、qCSV2位于第2染色体RM341与RM475标记之间,qCPV2位于RM573与RM250标记之间。第2染色体上与支链淀粉合成有关的两个基因与RVA谱特征值有密切关系。     

利用RVA谱快速鉴别不同表观直链淀粉含量早籼稻的淀粉粘滞特性

采用粘度速测仪分析了浙江省新近培育的早籼稻新品种（系）的淀粉粘滞特性,结果表明不同品种（系）具有特征性RVA谱。依消减值可有效区分出品种（系）表观直链淀粉含量（AAC）的高低。低AAC品种（系）的消减值一般为负值,中等或高AAC品种（系）的消减值为正值。中等AAC品种（系）间食用品质的优劣,可根据消减值和崩解值判断。RVA谱的崩解值与胶稠度和米饭口感相关,消减值与米饭质地关联。上述结果表明, RVA谱特性可望作为理化标记在优质稻米育种中发挥重要作用。     

实用转绿型叶色标记不育系白丰A的应用研究

用γ射线诱变Ⅱ32B干种子,筛选出苗期转绿型叶色突变体,并经回交选育,获得带转绿型叶色标记不育系白丰A。经考查,白丰A苗期第1~3叶表现叶片或叶缘白化,白化程度前2叶相对较高,4叶期开始转绿。该叶色突变性状受隐性单基因控制。白丰A主要花器性状和不育特性与Ⅱ32A相似,配合力仍保持Ⅱ32A的强优特点。不论稀播或密播,白丰A苗期生长均略慢于正常绿苗对照,但不会造成竞争致死。模拟杂交稻生产和制种繁种,表明利用苗期叶色标记结合人工去杂,可有效提高田间纯度。     

稻米中蛋白质对淀粉RVA特征谱的影响

通过分析蛋白酶或还原剂二巯基苏糖醇（DTT）分别去除稻米蛋白质或打破蛋白质二硫键后,稻米RVA（Rapid Visco Analyzer）特征谱形成和特征值的变化,研究蛋白质对淀粉RVA特征谱的影响,以及对米饭食味品质的作用。在淀粉糊化过程中,蛋白质使RVA特征谱的峰值黏度、冷胶黏度等值升高,改变RVA线性上升段的斜率。蛋白质可能通过二硫键结合形成的蛋白质网络本身和通过吸水减少淀粉水合的有效水量,协同提高糊化多相体系的浓度,增强分散相与黏稠相的互作。蛋白质影响米饭食味品质,可能通过改变米粒的吸水性而起作用。