稻米RVA谱特征值的QTL定位及候选基因筛选

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nicolewyy
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水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一。随着人们生活水平的提高,稻米品质越来越受到关注与重视。蒸煮食味品质是稻米品质的重要组成部分,其与稻米直链淀粉含量,支链淀粉含量及其长、中、短链的比例,淀粉粒的大小及形状,蛋白质的含量与组成等都密切相关,影响因素十分复杂,如何快速有效鉴定并提高稻米蒸煮食味品质已成为稻米品质育种的重点与热点。相对于食味品尝而言,稻米RVA谱特征值能够更加客观地衡量稻米蒸煮食味品质,即使直链淀粉含量相近的稻米品种,RVA谱特征值也能较为精确地区分其淀粉特性差异,因此深入挖掘RVA谱相关的QTL位点,解析影响稻米RVA谱的遗传背景对于稻米蒸煮食味品质改良具有重要的实践意义。本研究利用具有相同Wx基因型的水稻品种玉针香和02428为亲本构建的重组自交系(RILs)群体及其高密度遗传图谱,对与水稻蒸煮食味品质相关的8个RVA谱特征值进行QTL定位,并结合籽粒灌浆期转录组数据和q RT-PCR技术,筛选影响稻米淀粉特征和蒸煮食味的候选基因,为蒸煮食味品质相关基因的克隆和功能研究以及分子标记开发和应用提供参考。主要研究结果如下:(1)192份重组自交系群体材料的RVA谱存在较广泛的遗传变异,变异系数在4.18~22.19%之间,其中崩解值和回复值的变异系数最大。在RIL群体中,RVA谱特征值的分布除糊化温度外均呈连续分离的模式,糊化温度呈明显的双峰分布,表明糊化温度可能为典型的质量-数量性状。(2)利用高密度遗传图谱,对稻米RVA谱8个特征值进行QTL定位分析,共检测到34个与RVA谱特征值相关的QTL,分别分布在第1、2、5、6、10和11号染色体上,其中贡献率较高的位点集中在第6和第10号染色体上。与糊化温度相关的q GT6.1和q GT6.2在早晚造中被重复检测到。q GT6.1的定位区间与ALK基因十分接近,平均可以解释38.4%的表型变异;q GT6.2平均可以解释19.3%的表型变异。(3)通过差异表达基因与RVA谱特征值相关QTL区间的共定位分析,筛选到4个影响稻米蒸煮食味品质的候选基因。基因功能预测分析显示,Os05g0501400编码受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶前体,参与细胞分裂素信号传导的生物学进程;Os01g0942300属于糖基水解酶家族的基因,编码葡聚糖酶,与水稻花和种子发育密切相关;Os06g0283300的生物学功能可能与丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶有关。Os01g0618900编码多聚半乳糖醛酸酶,可能参与水稻细胞壁的分解和细胞的伸展及发育过程。综上,本研究围绕与稻米蒸煮食味相关的RVA谱特征值,利用Wx基因型相同的亲本所构建的重组自交系群体定位获得一批可能影响稻米蒸煮食味品质的重要微效QTL位点;结合表达谱测序分析在QTL定位区间筛选出4个候选基因。本研究为稻米蒸煮食味品质的遗传与分子调控机理的探索提供了理论依据,对稻米蒸煮食味品质分子育种具有重要的实践意义。
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