水稻堊白材料CSSL50的形態(tài)學解析和QTLqPGWC-8的精細定位.pdf

1、隨著經濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對稻米品質也提出了更高的要求。品質改良已成為當前水稻研究的熱點和難點，也成為水稻育種的主要目標之一。堊白粒率(PGWC)是影響稻米外觀品質的最重要指標之一。堊白粒率不僅直接降低稻米的外觀品質，也間接降低了稻米的碾米品質和蒸煮食味品質。堊白粒率偏高、堊白度偏大是長期困擾我國優(yōu)質稻米生產的最主要障礙，堊白因素已成為我國雜交水稻米質達標率低的最主要因子。本研究利用具有粳稻品種Asominori遺傳背景、

2、秈稻品種IR24供體片段的染色體片段置換系材料CSSL50(高堊白粒率)，與背景親本Asominori(低堊白粒率)回交構建F2次級分離群體，以稻米堊白粒率為研究對象，進行遺傳分析、初步定位和單基因分離。最終我們精細定位了控制稻米堊白粒率的QTLqPGWC-8，并對該基因進行了初步功能分析，同時還比較了目標置換系CSSL50與背景親本Asominori在其它品質性狀的差異。主要結果如下：
　　 1、CSSL50與Asominor

3、i相比較，它們的粒型(粒長、粒寬和長寬比)、千粒重和碾磨品質中的糙米率等性狀無顯著差異；碾磨品質中的精米率和整精米率顯著和極顯著降低；堊白粒率與稻米碾磨品質中糙米率、精米率和整精米率都呈顯著負相關，相關系數分別為-0.7489、-0.8451和-0.9894；CSSL50中表觀直鏈淀粉含量和蛋白含量分別比Asominori高23.7％和14.2％；支鏈淀粉結構也存在差異，聚合度(DP)為8～14的鏈長減少，而DP<8或DP>14的鏈長增

4、加，這可能是導致堊白產生的一個原因；RVA譜分析顯示，CSSL50的最高粘度(PKV)，熱漿粘度(HPV)、冷膠粘度(CPV)和崩解值(BDV)都比Asominori中的高，而回復值
　　 (CSV)和消減值(SBV)則降低。
　　 2、利用高堊白粒率置換系家系CSSL50與背景親本Asominori回交構建BC4F2次級分離群體，利用QTL檢測軟件Win QTL Cartographer2.5和IciMapping v

5、2.2在第8號染色體長臂標記RM7356和RM7556之間都可以檢測到控制稻米堊白粒率的QTL，LOD值分別為34.1和44.5，對堊白粒率表型變異的貢獻率分別為43.9％和33.1％。利用RM7356對BC4F2群體進行單標記分析及小片段置換系家系后代單株表型驗證，都證明qPGWC-8是真實存在的，其中來自IR24的等位基因對表型起加性效應，效應值約為26.6％。另外，證明QTLqPGWC-8已分解成獨立的遺傳因子，但存在顯性不完全現

6、象。
　　 3、挑選BC4F2群體中RM7580-RM6976之間為雜合型片段的單株，自交后構建包含7910個單株的BC4F3次級分離群體，利用已公布的SSR標記及自行設計合成的InDel標記，通過染色體片段疊片分析的方法，將QTLqPGWX-8鎖定在InDel標記8G-7和8G-9之間約142 Kb區(qū)間。通過BC4F4后代家系表型驗證，我們進一步將區(qū)間縮小至InDel標記8G-35和8G-9之間約32 Kb區(qū)間，該區(qū)域包括5個

7、候選基因，有2個未知功能蛋白，另外2個候選基因編碼的蛋白分別為：1)D-3-磷酸甘油酸脫氫酶，2)SGT1蛋白，3)絲氨酸酯酶家族蛋白。
　　 4、通過RT-PCR表達分析表明，ORF2基因在CSSL50中表達顯著上調，這與本實驗室其他研究中，利用基因芯片技術考察Asominori和CSSL50基因表達差異的結果相一致。因此初步將ORF2定為qPGWC-8的候選基因，ORF2基因編碼D-3-磷酸甘油酸脫氫酶(OsPGDH)。利用