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基于现代消费的日益个性化,提高稻米品质、培育不同特征的稻米品种既是满足不同稻米消费群体的需求,也是育种研究今后的重要方向。直链淀粉主要是由Wx基因编码的颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)催化合成的。AC是影响稻米品质的关键因素。目前在Wx基因座上已发现多个等位基因,具有不同Wx等位基因的品种其直链淀粉含量存在差异。因此有必要对不同Wx等位基因的功能差异进行系统的研究。
本研究利用分子标记辅助选择将不同Wx等位基因(wx、Wxa、Wxb、Wxin)导入到同一优质糯稻品种扬辐糯4号中,建立相应的近等基因系,以培育具有不同AC的品系。通过对不同近等基因系中Wx等位基因表达研究,分析不同Wx等位基因对AC、GC、RVA等理化品质的影响。本研究主要结果如下:
1、通过杂交和回交,将品种明恢63(Wxb)、特青(Wxa-1)、IR36(Wxa-2)、IR64(Wxin)携带的不同Wx基因分别导入扬辐糯4号中,建立了4个以扬辐糯4号为背景的近等基因系。
2、通过对近等基因系和扬辐糯4号五个品种(系)进行Real time RT-PCR和GBSS表达分析,发现具有相同Wx等位基因的品种(系),Wx基因转录、翻译水平基本一致。wx基因几乎不表达,Wxb等位基因表达量较低,Wxa-1和Wxa-2等位基因的表达量最高,是Wxb等位基因的12~13倍左右,Wxin等位基因的表达量处于Wxa和Wxb中间,是Wxa等位基因的60%左右。
3、具有不同Wx等位基因的近等基因系其编码合成的直链淀粉含量不同。具有wx基因的扬辐糯4号基本不编码合成直链淀粉,NIL-Wxb编码合成的直链淀粉含量较低,NIL-Wxa则较高,而中等直链淀粉含量的近等基因系具有Wxin等位基因。
4、不同Wx等位基因近等基因系的GC差异很大,与AC的相关系数为-0.94,说明Wx基因是调控GC的主效基因。
5、携带不同Wx等位基因材料的RVA谱主要特征值BDV、SBV等差异显著。说明Wx基因是决定RVA特征的重要因子。
6、不同Wx等位基因近等基因系的DSC图谱差异显著。直链淀粉含量高的Wx等位基因近等基因系其DSC特征值(△H、TP、T0、TC)较低,二者呈负相关。