水稻脂肪氧化酶突变体功能标记开发与应用

摘要

稻谷在长期贮藏过程中会产生严重的陈化，主要原因是稻谷本身脂质的降解。在成熟的种胚中存在3种LOX同工酶，其总活性的80%～90%为LOX-3，该酶的缺失可以延缓稻谷的陈化变质。其活性缺失体（Daw Dam）可以降低贮藏期间稻谷不饱和脂肪酸的过氧化水平，减少包括己醛、戊醛和戊醇等令人不快的陈化气味的累积，遗传分析的研究则证实LOX-3的缺失由单隐性基因控制。通过测序确认水稻突变型（MT）lox3基因与野生型（WT） lox3基因相比，基因编码的mRNA再编码区第1 497个核苷酸发生了G到A的置换突变，导致了翻译提前终止。利用该分子标记对部分水稻重要种质资源的lox3基因型进行了鉴定，并选育了三份LOX3缺失的水稻新品系。本研究设计出一种引物组合，其中外引物lox3-o-F、lox3-o-R分别位于突变位点的两侧，内引物lox3-i-F、lox3-i-R在突变位点上。利用该引物组合对水稻品种的基因组DNA进行PCR扩增，通过扩增产物带型即可区分lox3基因是野生型（WT）、突变缺失型和杂合型。该基因标记位于lox3编码区内部，与其他标记方法相比检测更准确，四引物的设计通过一次普通PCR即可完成反应，且带型差异较大，可使用廉价的琼脂糖凝胶电泳分辨带型。此次发明引物组合能够有效鉴别水稻耐储藏基因lox3基因型，使用一次普通PCR和琼脂糖凝胶电泳的方法对lox3进行基因分型，较其他检测方法相比，检测操作更简便、准确，成本更低。本标记的开发可为lox3基因型的高效利用提供技术参考，通过储藏实验对稻谷进行了耐储性评价，表明水稻种胚LOX-3与稻谷储藏特性关系密切。