稻米蒸煮营养品质性状的遗传研究进展

稻米品质越来越成为我国稻米市场的决定因素.本文对包括稻米直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、蛋白质含量和氨基酸的遗传,以及对上述品质性状间及其与某些农艺性状间的相关性进行了综述.     

籼稻稻米蛋白质含量与外观品质性状间不同遗传体系的条件遗传相关分析

选用稻米蛋白质含量等品质差异较大的7个籼型不育系(A)及相应的保持系(B)与5个籼型恢复系(R)杂交,组成7×5不完全双列杂交组合。应用包括胚乳、细胞质和母体植株基因的遗传主效应以及基因型×环境互作效应的数量性状遗传模型及非条件和条件分析方法,研究了籼稻稻米蛋白质含量与外观品质性状间的遗传相关性,进一步揭示了籼稻糙米重、稻米直链淀粉含量对稻米蛋白质含量与外观品质性状间遗传相关性的影响。非条件分析的结果表明,除了与糙米厚的相关性未达到显著水平以外,蛋白质含量与其它稻米外观品质性状间的遗传相关性均达极显著水平,其中与糙米宽间的相关性表现为正值,其余为负向相关。条件分析的结果显示,糙米重和直链淀粉含量对稻米蛋白质含量与外观品质性状间的遗传相关性均可产生较大的影响。糙米重主要通过基因型×环境互作效应影响蛋白质含量与外观品质性状间的遗传相关性,其中对蛋白质含量与糙米长、糙米宽、糙米厚间遗传相关性的影响主要表现为负向作用,而对蛋白质含量与糙米长宽比、糙米长厚比间遗传相关性的影响则表现为正向作用。稻米直链淀粉主要通过细胞质遗传主效应和母体加性效应影响蛋白质含量与糙米长、糙米长宽比、糙米长厚比间的遗传相关性,而对蛋白质含量与糙米宽间的相关性影响主要表现为负向作用。     

水稻品质性状的遗传改良及其关键科学问题

改善稻米品质是水稻遗传改良及基础研究的重要目标。破解控制稻米重要品质性状形成的调控机制,对稻米品质改良和品种选育具有十分重要的意义。近十多年来,稻米品质功能基因组研究成果为其遗传改良提供了丰富的功能基因、有效的功能性分子标记及良好的改良策略。但是,稻米品质本身由多个性状构成,且各品质性状间、品质与产量性状间、品质与环境间均互相影响,极大地限制了稻米品质的遗传改良。因此,文中提出了未来水稻品质性状基础研究及遗传改良的六个关键科学问题。     

稻米营养品质性状的间接选择和遗传改良

利用9个籼型不育系与5个籼型恢复系按不完全双列杂交方式配制杂交组合,采用胚乳遗传模型分析籼稻碾磨和外观品质与营养品质性状间的多种遗传相关．结果表明,籼稻稻米营养品质与其它一些品质性状间存在着较强的胚乳直接加性相关、胚乳直接显性相关、细胞质相关、母体加性相关和母体显性相关．糙米重与赖氨酸指数等以正向加性相关和细胞质相关为主的成对性状,具有较好的间接选择效果．除了糙米宽与营养品质成对性状外,糙米长厚比与蛋白质含量等以负向加性相关为主、细胞质相关不明显或为负值的成对性状,将不易取得良好的同步改良效果．多数细胞质相关具有正向的较大相关系数,表明控制不同稻米品质性状表达的细胞质效应之间的相关是不可忽视的．糙米宽与蛋白质含量等以显性相关为主的成对性状则可以在杂交稻育种中加以应用．     

云南高原粳稻品质特性分析

采用表型主成分及聚类分析法,对76个云南高原粳稻的11个品质性状进行了分析。结果表明,（1）直链淀粉含量的平均值达食用稻品种品质1级标准,糙米率、透明度、碱消值和胶稠度达2级标准,精米率达3级标准,其余品质性状的平均值均在3级以下。品种间变异最小的品质性状是糙米率和碱消值,变异最大的是垩白度,其次是垩白粒率。（2）稻米品质性状间存在复杂的相关关系。（3）在选出的6个影响云南稻米品质的主因子中,精米率、垩白粒率和垩白度因子对稻米品质的累积贡献率为49.6%。（4）76个云南粳稻聚为4类,其中第一类包括52个品种,表明遗传距离近,遗传基础狭窄。在今后的云南粳稻品质育种中,应降低垩白粒率和垩白度,提高精米率和整精米率,同时拓宽遗传基础。     

5个早籼稻品种不同播种期米质性状的主成分分析

对8个播种期的5个早籼稻品种的品质性状进行主成分分析,归纳出了对综合米质影响较大的外观因子、加工因子、营养因子、蒸煮因子,它们对综合米质的贡献率依次减小,因此,稻米品质改良工作的重点应首先放在对外观及加工品质的改良上．不同品种及不同播种时期的稻米品质有较大的差异,整精米率和垩白是变异幅度较大并且对综合米质影响最大的指标、品种或播种期对米质的影响同时表现在米质性状的各个方面,综合米质好的稻米往往整精米率高、垩白少、蒸煮品质良好、蛋白质含量适中．在早稻生产中,应争取3月底以前播种并采取保温育秧措施,避开灌浆结实期高温的不良影响。此外,本文还阐述了各品质指标间的相关关系．     

水、旱条件下稻米蒸煮和营养品质性状与土壤水分环境互作分析及其QTL定位

以旱稻品种IRAT109与水稻品种越富杂交构建的DH群体的116个株系及其亲本为材料,在水、旱2种栽培条件下种植,研究了稻米蒸煮和营养品质性状的变化规律,在水、旱2个土壤水分环境下对直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)、碱消值(GT)和蛋白质含量(PC)4个蒸煮和营养品质性状进行QTL定位及QTLs与环境互作分析。结果表明,以上4个品质性状在水、旱2种不同栽培条件下差异较大,说明这些性状受水分条件影响较大,旱栽条件下稻米蒸煮和营养各品质性状均有不同程度的升高,其中蛋白质含量平均提高37.9%。QTL分析结果表明,4个稻米品质性状在2个环境中的表现型值都为连续分布,均存在超亲遗传类型,共检测到7个加性效应QTL与稻米蒸煮和营养品质性状4项指标有关,分别位于第1、2、3、6、8、11染色体上,单个QTLs对性状的贡献率在1.91%～19.77%之间。位于第3染色体上控制碱消值的QGt3,第6染色体上控制直链淀粉含量的QAc6,在2个不同土壤水分条件下均与环境存在显著互作,对环境互作的贡献率分别为8.99%和47.86%。控制直链淀粉含量的2对上位性QTLs与土壤水分环境显著互作,贡献率较大,分别为32.54%和11.82%。并筛选到5个主效QTL(QGt6b、QGt8、QGt11、QGc1和QPc2)在抗旱育种中可用于蒸煮和营养各品质性状MAS改良。     

稻米营养品质种子效应和母体效应的遗传分析

采用谷类作物种子数量性状的遗传模型,以珍汕９７Ａ等６个籼型不育系与测早２－２等,３个早籼恢复系进行不完全双列杂交,对籼型杂交稻稻米营养品质性状进行了遗传分析。结果表明：稻米蛋白质含量和蛋白质指数主要受制于母体遗传效应,但亦受到种子基因效应的影响;赖氨酸含量和赖氨酸指数则主要与种子基因效应有关,其中赖氨酸含量还受到母体加性效应的影响。除赖氨酸指数外,其它营养品质性状的种子直接遗传率和母体遗传率均已达到极显著水平。遗传效应预测值表明,选用浙南１号Ａ和２６７１５较易获得稻米营养品质较为理想的籼型杂交稻组合。     

广东省地方稻种品质性状表型多样性及其形成的生态因子分析

（广东省农业科学院水稻研究所,广州 510640） 摘要 为了进一步完善广东地方稻种资源的鉴定评价,并为该资源在水稻品质育种中的有效利用提供科学依据,我们以国家作物种质库编目的2974份广东地方稻种为研究对象,其9个品质性状数据为基础,研究了广东地方稻种品质性状的区域分布特点,并对总体和不同稻作区品质性状多样性进行了比较分析.同时对部分生态因子与品质性状的相关性进行了初探。结果显示,广东地方稻种资源品质性状具有丰富的多样性。其糙、精米率较高,蛋白质含量丰富多样,胶稠度的变异幅度大,直链淀粉含量适中达国标的材料偏少;中南稻作区为广东优质地方稻种的主要集中地;不同稻作区的品质性状多样性表现各异;直链淀粉含量、碱消值及胶稠度是影响广东地方稻种品质形成的主要指标;湿度和温度的地域差异是广东地方稻种稻米品质多样性的主要成因。本研究结果充分说明,广东地方稻种中具有优异品质性状资源的利用对改良现有品质的稻米品质和拓宽遗传基础具有十分重要的意义。     

籼稻稻米外观品质的细胞质,母体和胚乳遗传效应分析

利用浙协2号A等9个籼型不育系和T49等5个籼型恢复系进行不完全双列杂交,研究了籼稻稻米外观品质的遗传效应．结果表明,稻米外观品质性状的表现受制于胚乳、母体和细胞质三套遗传体系．糙米长、长宽比和长厚比等性状以母体遗传率为主,而糙米宽和糙米厚则以胚乳直接遗传率为主,糙米长和长宽比等性状的细胞质遗传率亦很重要．结果还发现外观品质性状间存在着较强的遗传相关,其中糙米长与糙米宽、糙米长与糙米厚、糙米宽与糙米厚、糙米宽与长宽比、糙米厚与长厚比以及糙米长宽比与长厚比性状间以胚乳直接加性和母体加性相关为主．而糙米长与长宽比、糙米长与长厚比、糙米宽与长厚比以及糙米厚与长宽比性状间则以胚乳直接显性和母体显性相关为主．就外观品质的总体情况而言,遗传效应预测值表明参试亲本以V20A、作5A和测早2-2较好,其各种遗传效应能够显著改善稻米品质性状。V20A／102和作5A／测早2-2等组合具有较好的稻米外观品质．     

转基因技术改良稻米淀粉品质的研究进展

淀粉是稻米胚乳的主要组成成分,而淀粉含量和性质的差异又直接决定稻米的品质。早期关于稻米淀粉的研究局限于其组成成分、品种间含量的差异以及稻米淀粉合成的经典遗传学方面。随着现代分子生物学和转基因技术的发展,稻米品质、淀粉的生物合成及其分子调控成为研究热点。随着淀粉合成相关基因的克隆、分子特性及其表达调控的研究取得了较大进展,人们也开始尝试利用现代基因工程技术,高效地改良稻米品质,如提高或降低淀粉含量及改变支链淀粉的结构。本文从综述稻米淀粉的组成、结构和淀粉合成相关酶的研究进展入手。探讨了转基因技术改良稻米品质的研究进展和发展前景。     

转基因技术改良稻米淀粉品质的研究进展

淀粉是稻米胚乳的主要组成成分, 而淀粉含量和性质的差异又直接决定稻米的品质。早期关于稻米淀粉的研究局限于其组成成分、品种间含量的差异以及稻米淀粉合成的经典遗传学方面。随着现代分子生物学和转基因技术的发展, 稻米品质、淀粉的生物合成及其分子调控成为研究热点。随着淀粉合成相关基因的克隆、分子特性及其表达调控的研究取得了较大进展, 人们也开始尝试利用现代基因工程技术, 高效地改良稻米品质, 如提高或降低淀粉含量及改变支链淀粉的结构。本文从综述稻米淀粉的组成、结构和淀粉合成相关酶的研究进展入手, 探讨了转基因技术改良稻米品质的研究进展和发展前景。     

稻米外观品质性状遗传与分子定位研究进展

稻米外观品质主要是指稻米的粒形、垩白、透明度和籽粒色泽等,它不仅直接影响到人们的喜好,还与其他品质性状诸如蒸煮食用、加工等密切相关。因此,外观品质对稻米的商品价值有着十分重要的影响。本文从经典遗传与现代分子生物学两个方面对稻米主要外观品质的遗传研究进展进行了较全面的综述,包括粒长、粒宽、长宽比、粒厚、垩白、透明度和籽粒色泽等。综合近年来的遗传研究结果发现,大多数稻米外观品质性状都是由数量基因控制的。利用分子标记技术已将控制外观品质的QTL（qualitative trait locus）定位在不同的染色体上,为下一步的稻米外观品质改良提供了有利条件。     

海南山栏稻稻米品质分析及优异资源筛选

海南山栏稻是一类地方特有旱稻,是海南中部山区少数民族赖以生存的粮食作物,已深深植根于黎苗文化之中。本研究检测了17个海南山栏稻品种的稻米品质,并对品质性状进行了差异性和相关性分析,对供测品种进行了聚类分析。结果表明,大部分山栏稻米的糊化温度较低,属于中、软胶稠度和低直链淀粉含量稻米,蒸煮和食味品质较好。17个海南山栏稻品种被初步分成2类,其中2个品种被鉴定为优质糯米,而且发现了独特的黑尾山栏稻,其稻米加工品质、外观品质和食味品质较好。本研究为海南山栏稻品种改良和育种利用提供了参考。     

粳稻穗角与稻米品质的相关性及稻米品质遗传分析

测定了粳稻直立穗品种丙8979与弯曲穗品种C堡杂交组合的P1、P2及其重组自交系349个株系的穗角和10个稻米品质性状, 分析了穗角与稻米品质性状之间的相关性, 并运用主基因+多基因混合遗传模型, 对稻米品质10个性状进行了遗传分析。结果表明,穗角与糙米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、糊化温度、胶稠度和直链淀粉含量均无显著相关; 与精米率呈显著正相关(r=0.124*); 与粒长和长宽比均呈极显著正相关(相关系数分别为0.470**和0.241**)。糙米率、精米率和直链淀粉含量均受2对主基因+多基因控制, 2对主基因具有累加作用和加性×加性的上位性作用; 整精米率、粒长、长宽比和胶稠度受2对加性-上位性主基因+多基因控制;垩白粒率、垩白度和糊化温度均受3对加性-上位性主基因+多基因控制。糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度和糊化温度6个品质性状以主基因遗传为主,粒长、长宽比、胶稠度和直链淀粉含量4个性状以多基因遗传为主。     

水稻蒸煮品质相关QTL定位及候选基因分析

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)，分析候选基因，并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状，可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan, HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)群体为实验材料，测定成熟期稻米的糊化温度(gelatinization temperature, GT)、胶稠度(gel consistency, GC)和直链淀粉含量(amylose content, AC)。结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位，共检测到26个与稻米蒸煮品质相关的QTLs (糊化温度相关位点1个、胶稠度相关位点13个、直链淀粉含量相关位点12个)，其中最高奇数的可能性(likelihood of odd, LOD)值达30.24。通过实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)分析定位区间内候选基因的表达量，发现6个基因在双亲间的表达量差异显著，推测LOC_Os04g20270和LOC_Os11g40100的高表达可能会极大地提高稻米的胶稠度，而LOC_Os01g04920和LOC_Os02g17500的高表达以及LOC_Os03g02650和LOC_Os05g25840的低表达有助于降低直链淀粉含量。这些结果为培育优质水稻新品种奠定了分子基础，并为揭示稻米蒸煮品质的分子调控机制提供了重要的遗传资源。     

江苏省水稻品质性状遗传和重要基因克隆研究进展

水稻(Oryza sativa L.)是保障我国粮食安全和农业可持续发展的主粮作物,江苏是我国重要的水稻种植区。经过40多年的发展,江苏水稻产量和品质性状研究都取得了重要进展。稻米品质性状组成复杂,涉及生产、加工、销售和消费多方面。本文对江苏省水稻几个主要品质性状的遗传研究历程进行了概括,重点对水稻外观品质、蒸煮食味品质和营养品质的遗传调控研究进行了总结。文章介绍了稻米品质性状的经典遗传规律和分子遗传特点,综述了各个品质性状遗传调控相关的重要功能基因。相关研究成果凸显了江苏水稻品质遗传改良基础研究在国内外的重要地位。特别指出,随着水稻功能基因组学的发展和品质性状遗传调控网络的明晰,未来针对特定或复合品质性状的分子设计育种是江苏水稻品质遗传改良研究中要重点推进的方向。     

高粱种质资源主要品质性状鉴定与评价

对“十五”期间存入国家种质库的532份高粱种质资源的粗蛋白、粗淀粉、赖氨酸、单宁等四个主要品质性状进行了鉴定评价和相互关系分析。结果表明,四个主要品质的含量呈现近似正态分布。不同品质性状变异程度不同,其中单宁含量变异最大。性状间存在着不同的相关性。不同来源的种质品质性状比较结果表明,选育品种的赖氨酸、单宁含量明优于地方品种。通过鉴定,筛选出一批多项、双项或单项品质优良的高粱种质资源。     

灌浆期气温与源库强度对稻米品质的影响及其生理分析

利用自然条件下的早、晚季种植作为温度处理,选择米质低、中、优等级的6个水稻品种（组合）作为供试材料,研究了早、晚季种植下的稻米品质、淀粉分支酶活性变化,以及温度处理间的差异.结果表明,在籽粒灌浆初期,高温环境下灌浆充实的籽粒,其稻米的垩白增加、透明度变差、整精米率下降,对出糙率及精米率没有明显影响.与早季种植的稻米相比,晚季种植稻米的胶稠度、整精米率、透明度增加.早、晚季种植对稻米直链淀粉含量、蛋白质含量等没有显著影响.剪叶限源处理显著降低稻米质量,疏粒减库处理显著提高稻米品质.     

籼型杂种稻米品质性状的数量遗传分析

应用新近提出的ｐ＾＋ｑ＾＋ｐｑ交配设计的种子性状遗传表达鉴别方法,分析了籼型水稻３个不育系和１０个恢复系配组的３０个杂种Ｆ１植株上的Ｆ２种子及其亲本的９个稻米品质性状。结果表明：（１）粒长、粒宽、粒重、糙米率和完整精米率５个性状在Ｆ２米粒间没有发生遗传分离,它们的遗传受二倍体母体基因型（Ｆ１植株）控制。（２）垩白率、直链淀粉含量、糊化温度和胶稠度４个性状则在Ｆ２米粒间有极显著的遗传分离,帮主要受三