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

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)稻米品質(zhì)也提出了更高的要求。品質(zhì)改良已成為當(dāng)前水稻研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也成為水稻育種的主要目標(biāo)之一。堊白粒率(PGWC)是影響稻米外觀品質(zhì)的最重要指標(biāo)之一。堊白粒率不僅直接降低稻米的外觀品質(zhì)，也間接降低了稻米的碾米品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)。堊白粒率偏高、堊白度偏大是長(zhǎng)期困擾我國(guó)優(yōu)質(zhì)稻米生產(chǎn)的最主要障礙，堊白因素已成為我國(guó)雜交水稻米質(zhì)達(dá)標(biāo)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(gòu)建F2次級(jí)分離群體，以稻米堊白粒率為研究對(duì)象，進(jìn)行遺傳分析、初步定位和單基因分離。最終我們精細(xì)定位了控制稻米堊白粒率的QTLqPGWC-8，并對(duì)該基因進(jìn)行了初步功能分析，同時(shí)還比較了目標(biāo)置換系CSSL50與背景親本Asominori在其它品質(zhì)性狀的差異。主要結(jié)果如下：
　　 1、CSSL50與Asominor

3、i相比較，它們的粒型(粒長(zhǎng)、粒寬和長(zhǎng)寬比)、千粒重和碾磨品質(zhì)中的糙米率等性狀無(wú)顯著差異；碾磨品質(zhì)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(zhì)中糙米率、精米率和整精米率都呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)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(jié)構(gòu)也存在差異，聚合度(DP)為8～14的鏈長(zhǎng)減少，而DP<8或DP>14的鏈長(zhǎng)增

4、加，這可能是導(dǎo)致堊白產(chǎn)生的一個(gè)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(fù)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(gòu)建BC4F2次級(jí)分離群體，利用QTL檢測(cè)軟件Win QTL Cartographer2.5和IciMapping v

5、2.2在第8號(hào)染色體長(zhǎng)臂標(biāo)記RM7356和RM7556之間都可以檢測(cè)到控制稻米堊白粒率的QTL，LOD值分別為34.1和44.5，對(duì)堊白粒率表型變異的貢獻(xiàn)率分別為43.9％和33.1％。利用RM7356對(duì)BC4F2群體進(jìn)行單標(biāo)記分析及小片段置換系家系后代單株表型驗(yàn)證，都證明qPGWC-8是真實(shí)存在的，其中來(lái)自IR24的等位基因?qū)Ρ硇推鸺有孕?yīng)，效應(yīng)值約為26.6％。另外，證明QTLqPGWC-8已分解成獨(dú)立的遺傳因子，但存在顯性不完全現(xiàn)

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(gòu)建包含7910個(gè)單株的BC4F3次級(jí)分離群體，利用已公布的SSR標(biāo)記及自行設(shè)計(jì)合成的InDel標(biāo)記，通過(guò)染色體片段疊片分析的方法，將QTLqPGWX-8鎖定在InDel標(biāo)記8G-7和8G-9之間約142 Kb區(qū)間。通過(guò)BC4F4后代家系表型驗(yàn)證，我們進(jìn)一步將區(qū)間縮小至InDel標(biāo)記8G-35和8G-9之間約32 Kb區(qū)間，該區(qū)域包括5個(gè)

7、候選基因，有2個(gè)未知功能蛋白，另外2個(gè)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(guò)RT-PCR表達(dá)分析表明，ORF2基因在CSSL50中表達(dá)顯著上調(diào)，這與本實(shí)驗(yàn)室其他研究中，利用基因芯片技術(shù)考察Asominori和CSSL50基因表達(dá)差異的結(jié)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