水稻Wx基因微卫星标记的开发及在稻米品质改良中的利用

摘要

直链淀粉含量是影响稻米食用品质的关键因素之一。稻米直链淀粉含量偏高则米饭偏硬，饭粒松散，口感差；反之，米饭过软，适口性也不好。研究表明，米饭软硬适中，适口性好的稻米直链淀粉含量为15％-22％，即其直链淀粉含量中等。当前，“三系”杂交稻的主要保持系：如川香29B、Ⅱ-32B、G46B、中九 B、金23B、F32B等直链淀粉含量都偏高(≥23％)，而IR58025B、宜香1B、博ⅢB等直链淀粉含量都偏低(≤15％)。这导致“三系”杂交稻的食用品质较差。根据近年分子遗传学的研究结果，稻米的直链淀粉含量主要受蜡质基因(Wx)控制。本研究利用生物信息学知识，开发Wx基因内微卫星标记，并利用该分子标记辅助育种。研究结果如下： 1、成功设计了一对 SSR引物 RA19，其扩增产率明显高于当前用来扩增Wx基因的引物484/485，可以对水稻的Wx基因型进行更有效的分子标记。 2、利用特异引物RA19扩增“三系”杂交稻主要保持系的基因组DNA，扩增出3种带型，三种带型片段长度上有明显差异，最短的片段长度为159bp(G带型)，依次为17lbp(B带型)和173bp(Y带型)，分别对应两种不同类型直链淀粉含量，G带型对应的直链淀粉含量都偏高(≥23％)，Y带型和 B带型对应的一般都偏低(≤15％)。 3、以水稻品系 K81为中等直链淀粉含量供体亲本，以川香29B、IR58025B、博ⅢB等籼型保持系为受体亲本，利用特异引物RA19跟踪鉴定Wx基因型，成功构建了若干中等直链淀粉含量的基因导入系材料． 4、测序表明，K81的 Wx基因型(简称 L带)第一内含子(CT)重复为20。不同于当前“三系”杂交稻主要保持系亲本的 Wx基因型。测定了K81的 Wx基因型导入到不同遗传背景(F32B、博ⅢB等)，不同世代(F2、BC1F2、BC2F2、BC3F2)，不同环境(成都、海南)中纯合L带的直链淀粉含量。结果表明：纯合L带的直链淀粉含量主要分布17.5％-20.5％之间，没有直链淀粉含量低于16％或高于22％的株系出现．

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1.文献综述

1.1. "三系"杂交水稻米质现状

1.2.稻米品质性状及遗传特点

1.2.1.碾磨品质

1.2.2.外观品质

1.2.3.蒸煮和食味品质

1.2.4.香味

1.3.稻米直链淀粉含量改良的途径

1.3.1.传统改良方法

1.3.2.分子育种

1.4.SSR标记的开发

1.5.SSR标记技术

1.5.1.SSR标记技术原理和特点

1.5.2.SSR标记技术的操作步骤

1.6.实时定量PCR

2.本研究的目的和意义

3.材料与方法

3.1.供试材料

3.2.田间试验

3.3.引物设计

3.4.水稻植株总DNA的提取及PCR分析

3.4.1.DNA的提取

3.4.2.PCR分析

3.4.3.基因型记录

3.4.4.定量PCR分析

3.5.Wx等位基因(CT)N测序和序列分析

3.6.直链淀粉含量测定及统计分析方法

3.7.农艺性状调查

4.结果与分析

4.1.特异引物设计

4.2.特异引物RA19的评价

4.2.1.特异引物RA19扩增片段的CT重复数

4.2.2.特异引物RA19的定性PCR检测结果

4.2.3.特异引物RA19的定量PCR检测结果

4.2.4.特异引物RA19在亲本及群体内的多态性

4.3.直链淀粉含量分析

4.4.中等直链淀粉含量株系的主要农艺性状

5.讨论和小结

5.1.特异引物RA19在分子育种前景选择中的作用

5.2.Wx等位基因(CT)N的多样性与直链淀粉含量的关系

5.3.中等直链淀粉含量改良系主要农艺性状的评价

参考文献：

致谢

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