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水稻不仅是我国也是世界上重要的粮食作物,随着人们生活水平的逐渐提高,改良稻米品质是水稻育种需要面对的主要问题。长期以来,直链淀粉被认为是影响稻米品质最重要的因子,而支链淀粉作为稻米淀粉的最主要组分,是淀粉粒各级结构形成和稻米理化特性的主要决定因素。直链淀粉由Wx基因负责合成,而SSI、SSIIa、SSIIIa、BEIIb、PUL等支链淀粉合成相关基因对水稻胚乳支链淀粉的生物合成具有重要决定作用。明确支链淀粉结构对稻米理化特性的影响,探明淀粉合成相关基因及其等位变异对支链淀粉结构和稻米品质的作用,对于揭示水稻胚乳支链淀粉结构形成的遗传调控机理有着重大意义,同时也为分子标记辅助选择改良稻米品质提供了依据。本研究应用酶法测定了不同类型水稻品种支链淀粉的精细结构,并分析了与稻米理化特性间的相关性。同时对Wx、GS3以及GW5这3个基因的序列多态性的分子标记进行了验证开发并分析了各基因等位变异与品质及农艺性状之间的关系。另外还测定了21个不同水稻品种SSI、SSIIa、SSIIIa、BEIIb、PUL等五个支链淀粉合成相关基因的序列多态性位点,分析了淀粉合成相关基因各等位变异与淀粉结构和稻米理化特性之间的相关性,主要研究结果如下:1、应用酶法测定不同品质类型水稻品种支链淀粉的精细结构,包括支链淀粉的蓝值(Blue value,BV)、β-淀粉酶水解率(β-amylolysis)、平均链长(Average chain length,CL)、平均外链长(External chain lengths,ECL)、平均内链长(Internal chain lengths,ICL)、分支化度(A:B)等结构参数。本研究中91个水稻品种支链淀粉结构的测定结果与前人的研究基本一致,表明酶法对链淀粉的精细结构的测定运用在稻米支链淀粉中也是可行的。2、分析了支链淀粉精细结构与稻米理化特性间的相关性,在全部品种类型中CL、ECL与热浆粘度(Hot paste viscosity,HPV)、冷胶粘度(Cool paste viscosity,CPV)、消减值(Setback value,SBV)、糊化时间(Peak time,PeT)、最高糊化温度(Peak temperature,Tp)、终结糊化温度(End temperature,Te)呈正相关,与最高粘度(Peak viscosity,PKV)、崩解值(Breakdown value,BDV)呈负相关;A:B与PKV、BDV呈正相关,与HPV、CPV、SBV、PeT、Te呈负相关。结果表明,支链淀粉链长的分布是影响淀粉糊化的主要因素,其中长链与短链的含量及比例决定了稻米食味品质的优劣,其长链所占的比率越高,抑制淀粉的膨胀,米饭难以蒸煮,且质地变硬,米饭食味品质下降。3、Wx基因中,Wxb、WxHH、wx等位基因型以及前导区(AATT)n多态性的分子标记可用,且稻米的直链淀粉含量(Amylose content,AC)与Wxb、WxHH等位基因型及二者所组成单倍型均呈极显著相关,并且AC随着(AATT)n的重复数增大而增加。粒长(Grain length,GL)主效基因GS3中,针对第二外显子C/A的SNP和第四内含子上(AT)n的开发的两个分子标记有效,且均与GL呈极显著相关。粒宽(Grain width,GW)主效基因GW5中,针对其上InDel开发的STS标记有效,且与稻谷的GW呈极显著相关。4、分析了21个不同类型水稻品种中五个支链淀粉合成相关基因SSI、SSIIa、SSIIIa、BEIIb、PUL的多态性位点,并且对这些基因进行了单体型分析,结果表明,在SSI基因中有4个错义SNP位点,包括2种单体型;在SSIIa基因中有4个错义SNP位点,包括4种单体型;在SSIIIa基因中有26个个错义SNP位点,包括7种单体型;在BEIIb基因中有4个错义SNP位点,包括5种单体型;在PUL基因中有5个错义SNP位点,包括4种单体型。5、分析了淀粉合成相关基因Wx、SSI、SSIIa、SSIIIa、BEIIb、PUL的序列多态性对支链淀粉精细结构和淀粉理化特性的影响。研究表明,Wx基因位点的不同等位基因对稻米理化性状均存在着显著的影响,因此Wx基因的确对稻米品质具有决定性的作用。SS1基因对稻米理化特性的影响较大,对结构参数影响较小。SSIIa基因的单倍型间在PaT和结构参数上都差异显著,且G/GC组合PaT显著高于其他A/GC、G/TT组合,SSIIa基因确实是控制糊化温度的主效基因,并且在结构形成过程中起作用。SSIIIa负责水稻胚乳中支链淀粉长链的合成,结构的不同最终造成了稻米品质的差异,推测128、649、691和2872四个位点可能是导致表型变异的功能多态性位点。BEIIb基因的HP2单体型的各项指标与其他单体型差异显著,推测346这个位点是导致表型变异的功能多态性位点。PUL基因对支链淀粉的精细结构也起重要作用,1250位点可能是一个很重要的功能性位点。