水稻淀粉合成相关基因对稻米品质效应的研究

颗粒淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶1(SBE1)和淀粉分支酶3(SBE3)是淀粉合成过程中的3个关键酶,这3个酶主要由耽、Sbel、She3 3个基因控制.设计这3个基因位点的分子标记检测了183个水稻品种的基因型,分析了3个基因对稻米理化品质和RVA谱特征的效应.结果表明:3个分子标记均能很好的区分3个位点上等位基因的籼梗来源,根据3个位点的基因型可将183个品种分为8种类型;单个基因遗传效应分析表明,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.Wx基因对大多数品质性状效应显著,Sbe3效应次之,Sbel效应较小;Sbel和Sbe3基因在不同的Wx等位基因背景下,对稻米的品质的理化特征的效应不同.3基因间存在互作效应,Wx与Sbe3的互作效应较大.     

水稻栽培品种淀粉合成相关基因来源及其对品质的影响

为了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。严长杰等以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、She3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。结果表明，3个分子标记均能很好地区分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。     

利用基因示踪分子标记对水稻淀粉合成基因进行功能分析

细粒粘连淀粉合成酶、淀粉分支酶1和淀粉分支酶3是关系到水稻胚乳中淀粉生物合成的3种主要酶。为了鉴定籼稻品种93-11和粳稻品种日本晴基因组数据库中的同源区域，已经使用了编码相应淀粉分支酶1和淀粉分支酶3的Sbe1、Sbe3基因的通用序列。使用序列多样性来开发出基因示踪标记，以便区分这两个位点Sbe1和Sbe3中的籼稻等位基因和粳稻等位基因。     

甘蓝型油菜菌核病抗性的遗传分析

利用牙签接种和花瓣接种鉴定了甘蓝型油菜DH821（抗）×DHBao604（感）组合P₁、P₂、F₁、BC₁、BC₂、F₂ 6个世代群体菌核病的抗性，通过主基因-多基因混合遗传模型分析表现，牙签接种3 d的抗性受2对加性主基因+加性-显性多基因控制，BC₁、BC₂、F₂ 群体主基因遗传率为12.49%~28.48%，多基因遗传率为21.08%~27.87%；5 d的抗性由2对加性-显性-上位性主基因控制，显性及显性互作效应明显，无多基因修饰，BC₁、BC₂、F₂群体主基因遗传率为25.19%~38.69%；3~5 d的菌丝扩展抗性由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制，主基因效应明显，多基因效应不明显，BC₁、BC₂、F₂ 群体主基因遗传率为0.72%~54.06%，多基因遗传率为7.34%~46.79%。花瓣接种15 d的抗性由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制，2对主基因的加性效应和显性效应为－3.6051~ －3.5225，互作效应为3.5190~3.6089，主基因遗传率为0.91%~41.79%，多基因遗传率为19.32%~73.69%。     

采用一种新型RNAi载体培育转基因高直链淀粉马铃薯

采用PCR技术分别克隆nos终止子、烟草axi1内含子和烟草ubi.u4启动子,亚克隆部分与马铃薯Sbe1同源、部分与Sbe2同源的融合基因SIII,构建具有“ubi.u4启动子—反向SIII—反向nos终止子—axi1内含子—正向nos终止子”结构的异源3¢端UTR反向重复序列型RNAi载体pCUSNI,采用农杆菌介导法转化马铃薯品种陇薯3号、甘农薯2号和大西洋,获得了16个转基因植株,其中14个的块茎直链淀粉含量大幅度增加,表观直链淀粉含量介于53.80%~85.33%;但随着直链淀粉含量的升高,转基因马铃薯淀粉含量下降。半定量RT-PCR分析表明,在直链淀粉含量超过80%的转基因株系中检测不到Sbe1和Sbe2基因mRNA的积累。结果表明,异源3¢端UTR反向重复序列型RNAi载体pCUSNI能够高频、高效地同时抑制马铃薯Sbe1和Sbe2基因的表达,是一个优良的RNAi载体。以载体pCUSNI为基础,再以植物的其他基因为靶,只需在pCUSNI的BamH I和Sac I位点之间插入干涉片段替换SIII即可完成载体构建,而不必构建靶标基因的反向重复序列,使载体制备迅速便捷。     

利用分子标记鉴定水稻品种的Wx等位基因及其与直链淀粉含量的关系

应用Wx基因的微卫星标记484/485和PCR-AccⅠ分子标记对93份籼、粳水稻品种（系）的Wx基因的多态性进行了研究,并探讨了不同基因型与直链淀粉含量的关系。484/485扩增结果表明,该微卫星标记表现为3种基因型,即Wx1Wx1、Wx2Wx2和Wx3Wx3,其中籼稻以Wx1Wx1和Wx3Wx3为主,粳稻以Wx2Wx2为主,具有Wx1Wx1和Wx2Wx的品种（系）直链     

转反义Waxy基因改良龙特甫雄性不育系品质及其育种应用

通过转反义Wx基因育成了直链淀粉含量(AC)降低的籼稻龙特甫新保持系B(wxLB1,wxLB2),并转育成了相应的新不育系新龙保A1(wxLA1)和新龙保A2(wxLA2)。考察和测定了由新不育系和原不育系与恢复系配制的杂种F1代的农艺性状、直链淀粉含量、胶稠度及RVA谱。结果表明:由wxLA1,A2配制的杂种后代直链淀粉含量和粒重极显著地低于各自对照(CK1:LA/YH559,CK2:LA/MH63),胶稠度(GC)和崩解值(BDV)则明显高于对照,并达到极显著水平。而冷胶黏度(CPV)、消减值(SBV)、峰值时间(PeT)、起浆温度(PaT)和回复值(CSV)则显著或极显著低于对照。杂种后代淀粉胶稠度和RVA特征值变异来源分析显示,GC和RVA谱特征值主要受母本影响,且都达到极显著水平。综合结果表明,选择改良籼稻龙特甫雄性不育系品质是改善杂交稻米淀粉理化和蒸煮品质的有效途径。     

再生稻次适宜区迟播栽对不同杂交籼稻淀粉RVA谱的影响

为探讨再生稻次适宜区播栽期对杂交籼稻淀粉RVA谱的影响,以2个杂交籼稻品种,川优6203和宜香优2115为材料,在四川的隆昌和犍为2个生态点,研究不同生态条件下推迟播栽期对籼稻淀粉RVA谱特征值的影响。结果表明,播栽期的主效应对籼稻淀粉RVA谱特征值存在明显的影响。在再生稻次适宜区,推迟播栽期会导致水稻灌浆期温度降低,日照时长缩短,降雨量减少,从而降低了籼稻淀粉RVA谱的峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和崩解值,提高了消减值以及峰值时间;与再生稻相比,迟播栽期处理具有较大的峰值黏度、崩解值以及较小的冷胶黏度、消减值、回复值、峰值时间和糊化温度。播栽期对籼稻淀粉RVA谱特征值的影响在不同生态点具有差异,与隆昌生态点相比,犍为生态点处理间的峰值黏度、消减值和崩解值差异更为显著。播栽期对不同品种淀粉RVA谱的影响程度不同,宜香优2115的峰值黏度和崩解值比川优6203更容易受到播栽期的影响。从淀粉RVA谱的变化趋势来看,迟播栽期处理的籼稻淀粉RVA谱表现与再生稻更为接近,蒸煮食味品质更高。     

水稻显性半矮秆基因的SCAR标记及初步定位

粳稻品系Y98149是从离子束诱变的后代中获得的显性半矮秆突变体，与野生型Y98148是一对株高近等基因系。将已经获得的3个与水稻显性半矮秆基因紧密连锁的RAPD标记分别克隆、测序，根据测序结果设计了3对特异性PCR引物，成功地将RAPD标记S1041₅₂₅、S1076₅₄₉和S1272₄₀₃转化成更稳定的SCAR标记SCS1041₄₉₈、SCS1076₅₁₀和SCS1272₃₈₈。通过Y98148×Y98149的F₂代分离群体的分析，这3个SCAR标记与显性半矮秆基因的遗传距离分别为12.6 cM、7.5 cM和16.3 cM, 且位于基因的同一侧。序列同源性比较表明，标记S1272₄₀₃为单拷贝，其核苷酸序列与水稻第7染色体上两个BAC克隆B1249D05(AP006451)和OJ1212-C12(AP005604)同源性为99%，B1249D05与OJ1212-C12有23 kb的重叠区域，标记S1272₄₀₃位于这个重叠区域，据此初步将显性半矮秆基因定位，为进一步精确定位和图位克隆奠定了基础。     

RVA谱在稻米蒸煮食用品质评价及遗传育种方面的研究进展

在稻米的品质改良中,利用粘度速测仪测定稻米淀粉粘度特性作为估计稻米食用品质一个很重要指标。这种测定具有测定简单快速和用量小的特点。美、日等发达国家已经广泛水稻品质育种中应用。中国在近些年开始应用。对稻米淀粉RVA谱在稻米蒸煮食用品质评价,稻米淀粉RVA谱遗传及在育种上应用的研究进展进行了总结并提出了一些可能研究利用方向。RVA谱能较好地区分AAC相似的品种的食味。RVA与稻米食味、米饭质地以及其它与米饭食味相关的理化指标均密切相关,已经在杂交育种和诱变育种等育种上应用。RVA谱主要受单基因（Waxy）加性效应控制,可在F4代及其以后种子进行选择。不同地点环境对RVA谱影响很大。     

环境生态因子对稻米品质的影响研究进展

稻米品质的形成除受品种自身的遗传基因控制外,还受到各种环境因素的影响。从地域、海拔、气候、土壤、水分等方面综述了环境因子对稻米加工品质、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质的影响研究进展,并指出了今后在该领域需要深入探讨的几个问题。     

环境生态因子对稻米品质的影响研究进展

稻米品质的形成除受品种自身的遗传基因控制外,还受到各种环境因素的影响。从地域、海拔、气候、土壤、水分等方面综述了环境因子对稻米加工品质、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质的影响研究进展,并指出了今后在该领域需要深入探讨的几个问题。     

Fine mapping of stable QTLs related to eating quality in rice (Oryza sativa L.) by CSSLs harboring small target chromosomal segments

Amylose content (AC) and viscosity profile are primary indices for evaluating eating and cooking qualities of rice grain. Using chromosome segment substitution lines (CSSLs), previous studies identified a QTL cluster of genes for rice eating and cooking quality in the interval R727–G1149 on chromosome 8. In this study we report two QTLs for viscosity parameters, respectively controlling setback viscosity (SBV) and consistency viscosity (CSV), located in the same interval using rapid viscosity analyzer (RVA) profile as an indicator of eating quality. Previously reported QTL for AC was dissected into two components with opposite genetic effects. Of four QTLs, qCSV-8 and qAC-8-2 had stable genetic effects across three and four environments, respectively. qSBV-8, qCSV-8 and qAC-8-1 partly overlapped, but were separated from qAC-8-2. Based on data from an Affymetrix rice GeneChip, two genes related to starch biosynthesis at the qAC-8-2 locus were chosen for further quantitative expression analysis. Both genes showed enhanced expression in sub-CSSLs carrying the target qAC-8-2 allele, but not in sub-CSSLs without the target qAC-8-2 allele, indicating their possible role in rice quality determination. Molecular markers closely linked to the two stable QTL provide the opportunity for marker-assisted selection (MAS) in breeding high quality rice.     

Quality of head and chalky rice and deterioration of eating quality by chalky rice

Chalk, an opaque area in the rice grain, is an important quality characteristic in rice and occurs most commonly when grains are exposed to high temperatures during development. Chalky rice decreases the value of rice because of its undesirable appearance and eating quality for consumers. We investigated the chemical composition, morphological structure, cooking, texture properties of cooked rice, and pasting and gelatinization properties to evaluate the reason for the deterioration in eating quality of chalky rice.     

Diversity,Physicochemical, and Structural Properties of Indonesian Aromatic Rice Cultivars

Journal of Crop Science and Biotechnology - The most important component of rice qualities are its appearance, cooking quality, eating quality, and nutritional quality. Indonesian had been...     

不同氮素粒肥水平下精米蒸煮食味品质变化及其与矿质元素含量相关性分析

为研究不同氮素粒肥水平下水稻精米矿质元素含量及蒸煮食味品质的变化,明确蛋白质及蒸煮食味品质与矿质元素间的相关性,以扬稻6号和南粳9108为供试材料,设置3个氮素粒肥水平,分别为对照（N1,0kg/hm ²）、中氮素粒肥（N2,90kg/hm ²）和高氮素粒肥（N3,150kg/hm ²）,并对精米中矿质元素含量和稻米蒸煮食味品质进行了测定分析。结果表明,随着氮素粒肥水平的提高,精米中含氮量提高,大量元素P、K含量和中量元素Ca、Mg含量显著降低,微量元素Fe、Mn、Zn、Cu含量显著增加,Mg/K和Mg/（N·AC·K）表现为降低趋势,蛋白质含量显著增多,直链淀粉含量有所减少,RVA谱特征值中最高粘度、热浆粘度和崩解值逐渐降低,回复值和消减值则呈现出上升的趋势,食味值显著变差。相关分析发现,蛋白质含量与微量元素含量间呈显著或极显著正相关,与大、中量元素含量和食味值呈显著或极显著负相关;Mg/K和Mg/（N·AC·K）与RVA谱特征值关系密切,有利于蒸煮食味品质的改善。由此可见,生产中应因地制宜地控制后期氮肥在适宜范围内,以提高稻米矿质营养元素含量和蒸煮食味品质。     

水稻淀粉脱分支酶基因PUL对稻米理化品质的影响

为了研究PUL基因的变异对稻米蒸煮食味品质的影响,分别以籼稻品种桂朝2号和粳型糯稻品种苏御糯互为供体和轮回亲本,通过分子标记辅助选择,经过多代回交构建了PUL基因的近等基因系,分析了各近等基因系和轮回亲本的蒸煮品质指标。结果表明,近等基因系与轮回亲本在直链淀粉含量、胶稠度和淀粉晶体结构等指标上没有显著差异,而淀粉的热力学特性和淀粉黏滞性等指标存在显著的变化。说明PUL基因是影响稻米蒸煮品质的重要基因之一。来源于籼稻桂朝2号和粳稻苏御糯的PUL等位基因在功能上已经发生明显的分化。本研究中基于PUL基因序列差异设计的分子标记可以直接用于水稻品质的改良。     

不同类型籼粳杂交稻产量和品质性状差异及其与灌浆结实期气候因素间的相关性

为找出不同类型籼粳杂交稻在品质表现上存在差距的原因, 以18个早熟晚粳籼粳杂交稻品种(品系)为材料, 从中筛选出产量与蒸煮食味品质具有代表性的3种类型(A类高产优质型, B类高产不优质型, C类低产不优质型)。2年中A类和B类的平均产量分别较C类高22.66%和22.26%, 其高产的原因主要是具有较高的单位面积穗数和每穗粒数。A类的糙米率和整精米率分别比B和C类高1.9%~2.5%和13.9%~22.7%。与A类相比, B类和C类的垩白率和垩白度分别高43.3%~47.5%和64.5%~71.4%。B和 C类的平均直链淀粉含量较A类分别高31.7%、33.0%。A类平均胶稠度较B和C类分别高4.0%、4.5%, A类品种的峰值粘黏度和崩解值最高, 消减值最低, 蛋白质含量3种类型无显著性差异。相关性分析表明, 灌浆结实期温度与加工品质、外观品质、蒸煮食味品质呈负相关。籼粳杂交稻优质的获得, 除品种遗传因素外, 可通过合理的播期或栽培管理调节, 使水稻灌浆结实期处于相对较低的温度下则有利于其稻米外观品质和蒸煮食味品质的同步提高或改良。     

稻米的品质和影响因素

稻米品质应从碾米、外观、蒸煮、食味、营养等方面来衡量，有时还要考虑安全、贮藏、加工和卫生等性质。淀粉和蛋白质的种类与数量决定了稻米的品质。一般来说，直链淀粉含量在20％以上的稻米品种食味差；直链淀粉含量在15％——20％以下的食味较好；蛋白含量超过9％的品种其食味往往较差。稻米中垩白出现部位与灌浆物质的输入途径有关。离背部维管束远的腹部胚乳细胞易充实不良形成垩白。稻米品质形成是品种遗传特性和环境条件综合作用的结果。环境条件对稻米品质的影响是通过影响稻株和颖果的生理过程而发挥作用的。过多施用氮素，特别是灌浆期间氮素过多，会使米中的蛋白质含量显著提高，垩白率降低，然而食味变差。饭的食味还与煮饭方法、煮饭后食用时间有关。通常将米用水先浸1—2小时后煮，饭在煮好后的半小时时食用，食味最佳。