糯性水稻中蜡质基因第1内含子的剪接活性

以前的研究结果表明,非糯性的稻米中直链淀粉的含量与各品种中蜡质基因（Ｗｘ）第１内含子被剪接的效率有关,即剪接效率高的品种直链淀粉含量也高。为弄清糯米中不含直链淀粉是否也与此内含子剪接效率有关系,构建了蜡质基因启动子,（来自灿稻品种２３２）、蜡质基因第１内含子「来自籼稻品种２３２（高直链淀粉含量的品种）或粳稻品种寒丰６３６６（中、低直链淀粉含量的品种）或粳稻品种寒丰６３６６（中、低直链淀粉含量的品种     

应用CRISPR/Cas9技术创制低直链淀粉含量水稻种质

Wx基因直接控制水稻胚乳直链淀粉的合成,进而影响胶稠度等多个品质指标,是控制稻米食味的主效基因。适当降低稻米的直链淀粉含量可改善稻米品质。吉丰B是籼型优质杂交稻保持系,直链淀粉含量偏高,影响组配后代的食味品质。本研究以吉丰B为试验材料,对Wx基因编码区上游序列进行编辑,以期获得Wx基因表达下调,直链淀粉含量降低的水稻种质。以农杆菌为介导进行转基因,获得9个转基因株系,从后代中筛到2个大片段缺失的变异株系L8和L9。它们的Wx基因表达大幅下调,直链淀粉含量极显著降低,胶稠度和食味品质也有所改善。L8和L9糙米外观有很大差异,L8与糯米相近,L9与粘米类似。综上所述,本研究利用CRISPR/Cas9技术编辑Wx基因编码区上游序列,获得两份低直链淀粉含量水稻种质,该结果为稻米品质改良研究提供了参考。     

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。     

糯性水稻中蜡质基因第1内含子的剪接活性

以前的研究结果表明 ,非糯性的稻米中直链淀粉的含量与各品种中蜡质基因 (Wx)第 1内含子被剪接的效率有关 ,即剪接效率高的品种直链淀粉含量也高。为弄清糯米中不含直链淀粉是否也与此内含子剪接效率有关系 ,构建了蜡质基因启动子 (来自籼稻品种2 32 )、蜡质基因第 1内含子 [来自籼稻品种 2 32 (高直链淀粉含量的品种 )或粳稻品种寒丰 6 36 6 (中、低直链淀粉含量的品种 ) ]与GUS报告基因组成的两种嵌合基因 ,将含有这两种嵌合基因的质粒分别转化进粳性糯稻品种奉糯 5 93中 ,同时还分别转化进非糯性的籼稻品种特青和粳稻品种中花 11中作为对照 ,测定它们的抗性愈伤组织与转基因植株未成熟种子胚乳中的GUS酶活性。结果表明与在非糯性的籼稻和粳稻中一样 ,这两种嵌合质粒在不合成直链淀粉的糯稻中也有相当水平的表达。从此结果可以推测 ,糯稻品种有从嵌合基因的转录本中剪接蜡质基因第 1内含子的正常能力 ,而在糯稻中缺乏直链淀粉可能是糯稻蜡质基因第1内含子中的其它突变所造成的     

不同生态条件对云南和韩国粳稻品质及淀粉RVA谱特性的影响

以10个云南粳稻和6个韩国粳稻品种为材料,研究了不同生态条件对云南和韩国粳稻主要品质及RVA谱特性的影响.结果表明： 云南和韩国粳稻各指标的变异系数均以消减值最大.云南粳稻的粒长、垩白率、直链淀粉含量、蛋白质含量、碱消值、最终黏度、消减值和峰值时间的变异系数明显大于韩国粳稻,而其他品质指标则相反.随海拔升高,云南粳稻的粒长、粒宽、长宽比、精白度、直链淀粉含量、碱消值、最终黏度和回复值及韩国粳稻的粒长、粒宽、精白度、蛋白质含量、最高黏度、热浆黏度和崩解值明显降低,而云南粳稻的垩白率、蛋白质含量、热浆黏度和峰值时间及韩国粳稻的长宽比、直链淀粉含量、碱消值、消减值和回复值明显升高,但韩国粳稻的垩白率无明显变化.云南粳稻的最高黏度、崩解值和糊化温度及韩国粳稻的糊化温度随海拔升高呈先降后升趋势,而云南粳稻的消减值及韩国粳稻的最终黏度和峰值时间则表现相反趋势.     

灌溉方式对黄淮稻区优质粳米品质的影响

为探明不同水深处理对优质稻米的影响,研究了湿润、浅水、深水3种灌溉方式对优质粳稻(圣稻14、圣稻2572、圣稻18)籽粒外观、稻米直链淀粉、蛋白质含量及淀粉RVA谱的影响,分析了稻米品质与理化指标之间的关系.结果表明: 浅水灌溉下籽粒面积、周长、粒长、稻米蛋白质含量显著高于其他灌溉方式,垩白率和垩白度的表现相反;RVA谱的最高黏度和热浆黏度值以湿润灌溉最高,深水灌溉最低,最终黏度值以深水灌溉最低;不同品种RVA谱的崩解值、消减值、回复值及稻米直链淀粉含量对3种灌溉方式的响应存在明显的基因型差异.圣稻14以湿润灌溉的食味品质最好,圣稻18则以深水灌溉最好.相关分析表明,稻米RVA谱特征值与稻米外观指标及蛋白质含量之间存在显著的相关性.回归与通径分析表明,粒型是影响崩解值与消减值的主要因子,而稻米蛋白质与直链淀粉含量是影响回复值的主要因子.     

水稻籽粒直链淀粉含量的生态模型研究

在中国、日本和泰国不同生态环境下进行了多品种籼稻和粳稻的种植试验,通过分析水稻籽粒直链淀粉含量与纬度、海拔、温度、太阳辐射等气候生态因子的相互关系,确立了影响水稻籽粒直链淀粉积累的主要气候因子函数,并使用权重系数进一步修订各个气候生态因子对籽粒直链淀粉的作用,构建出基于生态效应(综合气候因子函数)的水稻籽粒直链淀粉含量预测模型.利用不同年份、不同生态点和不同品种类型的试验资料对所建模型进行了检验,籼稻和粳稻籽粒直链淀粉含量的预测误差(RMSE)平均分别为0.4%和0.5%;籼稻和粳稻种植区的预测误差(RMSE)平均为0.39%和0.50%,表明模型具有较好的预测性和实用性.     

优质稻米‘青香软粳’低直链淀粉含量形成分子机制的初步研究

Waxy（Wx）基因在调控直链淀粉含量形成过程中起着重要的作用,是稻米蒸煮食味品质的一个关键决定因素。在本项研究中,我们以直链淀粉含量为8.7%和10.2%的优质稻品种‘青香软粳’和‘南粳46’为主要研究对象,初步分析并探讨了这两个优质稻品种稻米低直链淀粉形成的分子调控机理。结果显示,虽然都为Wx-II型粳稻品种,‘南粳46’的Wx基因在启动子1773位置存在AA/CT的变异,‘南粳46’和‘青香软粳’的Wx基因在启动子＋693位置具有G/A位点多态性。转录水平分析表明,在‘南粳46’和‘青香软粳’稻米发育过程中,Wx基因的表达模式有较大的差异,可能与其启动子序列的多态性相关,AA/CT变异处于Wx基因的转录调控区。Wx基因启动子后＋693位点的多态性与已报道Wxmq多态性位点之一相同,引起Arg158/His158的变异;生物信息学软件分析表明,该位点处于底物进入Wx蛋白催化中心的袋口上,Arg158/His158位点的变异可能影响到底物进入Wx蛋白催化活性中心的速率,从而影响稻米直链淀粉的合成过程和含量。文章丰富了Wx基因多态性的研究,为进一步验证其核苷酸变异与稻米直链淀粉含量的相关性奠定了基础。     

软米基因Wx-mp在部分粳稻品种资源中的分布

携带Wx-mp基因的水稻材料直链淀粉含量约为10%,其米饭柔软,富有弹性,深受市场欢迎。为探明该基因在水稻品种资源中的分布情况以及加快该基因利用进程,本研究开发了该基因的功能标记,对我国南方243份粳稻品种资源进行了检测,发现26份品种资源携带Wx-mp基因,其中25份来源于江苏品种和育种中间材料,1份来源于上海;为验证标记检测的准确性,对26份材料进行了重测序,测序结果与标记检测结果完全吻合;对26份材料的直链淀粉含量进行测定,直链淀粉平均含量为9.2%,变异幅度3.3%,直链淀粉含量最低的品种为南粳505,含量为7.3%,直链淀粉含量最高的品种是南粳46,含量为10.6%,以上结果表明,软米基因Wx-mp主要分布在江沪一带。     

黄淮冬麦区不同时期主推品种淀粉合成酶基因分子标记鉴定

利用普通小麦直链淀粉合成酶GBSS基因及支链淀粉关键合成酶SSⅡ基因的特异分子标记鉴定了黄淮冬麦区自20世纪50年代以来253份主推品种,发现8份品种缺失Wx-B1基因,其中5份材料（小偃168、秦麦1号、83S502、山东935031、山东928802）是新发现的缺失Wx-B1基因的小麦品种,未发现Wx-A1、Wx-D1基因缺失类型品种;所鉴定253份品种的SSⅡ基因均为野生型,未发现缺失突变类型。通过对8份缺失Wx—B1基因品种直链淀粉含量分析,发现这些品种的直链淀粉含量差异较大．变异范围为19．9％-33．0％,其中豫麦47、83S502和中育5号3个品种的直链淀粉含量较低,分别为19．9％、21．3％和26．4％,可以用于优质面条小麦品质改良。     

碘使淀粉液变色的原理是什么？

答：淀粉以淀粉粒的形式储存在植物的根、茎、种子和果实等器官中。在酸的作用下淀粉的最终水解产物是葡萄糖。用热水溶解淀粉时,可溶的部分为直链淀粉,不溶的部分为支链淀粉。不同植物淀粉中直链淀粉和支链淀粉所含比例不同,如玉米淀粉中含直链淀粉的比例为27％,土豆淀粉中直链淀粉的含量为30％：豆类淀粉全为直链淀粉,糯米淀粉则全为支链淀粉。     

臭氧胁迫对稻穗不同部位糙米直链淀粉含量和RVA谱特征值的影响

近地层臭氧浓度升高使水稻产量下降,但臭氧胁迫对稻米品质的影响及其强弱势粒差异尚不清楚.本研究以8个不同类型水稻品种为供试材料,利用自然光气体熏蒸平台,设置对照(9 nL·L^-1)和高浓度臭氧(约100 nL·L^-1)处理,研究臭氧胁迫对稻穗不同部位糙米直链淀粉含量和RVA谱特征值的影响.结果表明: 与对照相比,臭氧处理使糙米直链淀粉含量、最高粘度、热浆粘度、崩解值和冷胶粘度分别下降5.9%、7.6%、5.9%、11.6%、2.9%,消减值和糊化温度分别增加24.9%和1.0%,均达显著水平.稻米直链淀粉含量和所有RVA特征参数的品种间差异均达极显著水平.稻穗不同部位稻米直链淀粉含量、最高粘度、热浆粘度、崩解值、冷胶粘度从大到小依次为强势粒>中势粒>弱势粒,消减值则表现相反.绝大多数情形下,臭氧与年度或臭氧与品种间的互作对稻米直链淀粉含量和RVA谱的影响达显著水平;尽管稻米RVA特征值对臭氧胁迫的响应多表现为稻穗上部略小于中部和下部,但臭氧与部位间的互作均未达显著水平.表明中等强度的臭氧胁迫使水稻食味品质明显变劣,变劣的程度因生长季和供试品种而异,籽粒着生位置受臭氧胁迫的影响较弱.     

江苏省直立穗型粳稻品种主要农艺性状和品质性状分析

通过对江苏省淮北稻区种植的主要粳稻品种品质状况和近十年来育成的直立穗型粳稻品种(系)主要品质和农艺性状的分析,发现前期育成直立穗型粳稻品种相时半直立穗型粳稻品种加工品质低,垩白率高和垩白度大,蛋白质含量高;而近期育成直立穗型粳稻品种在上述品质指标上有了较大改进,食味品质也有了显著提高.在主要农艺性状中,近期育成品种呈现每穗总粒数上升、穗长变长、着粒密度下降趋势,产量水平的提高与每穗粒数的增加有着紧密相关.     

马铃薯表观淀粉含量与直链淀粉含量相关性研究

测定了48个不同马铃薯品种表观淀粉含量以及块茎中和淀粉中直链淀粉含量,对表观淀粉含量和块茎中直链淀粉含量间,表观淀粉含量和淀粉粒直链淀粉含量间进行了相关分析。结果表明：表观淀粉含量和块茎中直链淀粉含量间相关显著,表观淀粉含量和淀粉粒直链淀粉含量间相关不显著,且中熟和晚熟基因型表观淀粉含量和淀粉粒直链淀粉含量间相关也不显著,这些结论将为淀粉生物合成的理论研究和淀粉品质改良提供基本的表型数据。     

水稻基因组分子标记应用于优质米育种研究

台湾大学农学院农艺学系林顺福先生利用分子标记选拔优良品质的粳稻品种。他以台农 6 9号稻种与越光品种稻杂交后代 16 0个品系为材料 ,分析其与食性有关的性状结果发现食味总评与食味计值和调查特性总计之间有极显著的相关关系 ,且食味总评与外观、香味、口味、粘弹性和硬性等     

根部喷施FeSO_4对春小麦籽粒组分和面粉品质的影响

以4个春小麦品种为材料,在温室条件下研究了根部喷施不同量FeSO4对小麦籽粒硫含量、铁含量、蛋白质含量、淀粉组成、SDS沉淀值、面筋品质和面团流变学特性的影响.结果表明:喷施FeSO4后4个品种的硫含量、铁含量、蛋白含量、SDS沉淀值、湿面筋含量和面筋指数均显著高于对照,但各处理间干面筋含量无显著变化,且不同品种、不同品质参数达到最高值的FeSO4喷施量并不一致;2个品种的直链淀粉含量、直支比和总淀粉含量比对照显著降低,另2个品种直链淀粉含量和直支比却无显著变化;各品种的面团形成时间、稳定时间和断裂时间随着FeSO4喷施量的增加呈现出先升高后降低的趋势,并均在15 g/m2或22.5 g/m2 FeSO4喷施量水平达到最佳,但均与FeSO4喷施量无显著相关性.研究发现,根部喷施适宜浓度的FeSO4可在一定程度上改善春小麦籽粒组分和面粉品质,但改善的效果因品种和品质参数而异.     

在转基因水稻植株中蜡质基因第1内含子对-基因表达影响的分析

为阐明水稻Wx基因第1内含子在整体植株的胚乳发育阶段是否确有增强基因表达的功能,以及弄清高和中、低直链淀粉含量的水稻品种Wx基因第1内含子1 126个碱基之间有差异的16个碱基中哪几个碱基影响了该内含子的正常剪接从而降低了基因的表达水平,我们分别用高直链淀粉含量品种的Wx基因翻译起始密码子ATG上游3.1和2.1 kb片段与GUS基因编码区融合构建成嵌合质粒,并在此基础上,(1)去除嵌合质粒中Wx基因的第1内含子;(2)将嵌合质粒Wx基因的第1内含子中(3.1 kb)与中、低直链淀粉含量的水稻品种Wx基因第1内含子有差异的6个碱基以中、低直链淀粉含量的水稻品种的碱基替换.将上述改造过的几种质粒分别转化粳稻品种中花11,测定转化植株未成熟种子胚乳中的GUS活性.结果表明第1内含子的缺失或此内含子的5′端剪接点上的碱基G以T替换均造成GUS活性的急剧下降,说明第l内含子在植株体内的确有增强基因表达的功能,而且在中、低直链淀粉含量的水稻品种中Wx基因第1内含子5′端剪接点上自然存在的G→T突变是造成这些品种中该内含子剪接不正常、从而使Wx基因表达水平和直链淀粉含量下降的主要原因.     

水稻蜡质基因引导区的两个SSR序列与直链淀粉含量的相关性(英文)

分析了蜡质基因引导区的两个简单重复序列 (SSR) (CT) n 和 (AATT) n 在 74份水稻材料中的多态性及其与直链淀粉含量 (AC)的关系。这些材料包括了籼稻 (OryzasativaL .ssp .indica)、粳稻 (O .sativassp .japonica)和普通野生稻 (O .rufipogon) ,其AC值覆盖了栽培稻AC分布的整个范围。以 (CT) n 作标记检测到 8个等位基因 ,粳稻品种趋于含有重复数目较多 (n≥ 16 )的等位基因 ,重复次数较少 (n≤ 14)的等位基因只出现在籼稻中。 (AATT)n检测到 2个等位基因 ,野生稻中少数植株表现出杂合性。分析表明AC与这两个SSR序列基因型高度相关 ,高AC (>2 2 .0 % )品种具有 (CT)重复次数较少 (n≤ 14)的等位基因 ;相反 ,除了糯米外 ,所有低或者中等AC的品种都有 (CT)重复数较多 (n≥ 16 )的等位基因。具有重复次数较多的 (AATT) 6等位基因的品种多为高AC ,具有重复次数较少的(AATT) 5等位基因的品种多为低或中等AC。不同SSR基因型品种间AC差异极显著。虽然目前还不能确定这两个SSR序列在直链淀粉合成中的直接功能 ,SSR变异与AC间近乎完全的相关性可作为分子标记直接用于水稻的品质改良。     

云南野生稻籽粒淀粉合成关键酶活性测定

为研究云南3种野生稻直链淀粉合成机制并利用其直链淀粉含量较低的优良品质,以云南3种野生稻和4种当地栽培稻为材料,研究野生稻灌浆期籽粒4种淀粉合成关键酶(包括ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成、颗粒凝结型淀粉合成酶、淀粉分支酶)活性变化。结果表明,野生稻中4种淀粉合成酶的变化趋势与栽培稻相似,但活性有较大差别。颗粒凝结型淀粉合成酶的活性与直链淀粉含量呈正相关,说明在野生稻中同样是由颗粒凝结型淀粉合成酶控制直链淀粉的合成。同时发现在同一灌浆期,同种材料中可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶的活性变化呈相反趋势,推测这两种酶之间可能在淀粉合成过程中存在某种反馈调节机制。     

籼稻和粳稻中蜡质基因座位上微卫星标记的多态性及其与直链淀粉含量的关系

稻米直链淀粉是在由蜡质基因Wx编码的颗粒结合淀粉合成酶（GBSS）的催化下合成的。最近,在Wx基因的区段内发现了一段多态性微卫星序列（CT）n。对74个非糯籼稻和粳稻材料的（CT）n多态性进行了分析,并探讨了其与直链淀粉含量之间的关系。在74个品种（系）中共发现7种（CT）n片段（Wx等位基因）,即（CT）8,（CF）10,（CT）11,（CT）16,（CT）17,（CT）18,（Ch）19。在籼粳亚种间,不同（CT）n的分布存在差异较大：在籼稻中,以（CT）11和（CT）18为主,占92．6％,另有（CT）10和（CT）8各2份,（CT）17型1份;在粳稻中,以（CT）16、（CT）17为主,共占20份材料中的90．0％。在上述74个品种（系）中,以（CT）n表示的Wx基因型对稻米直链淀粉含量的决定系数R2达0．912,也即Wx基因型差异可解释这些材料直链淀粉含量变异的91．2％。还发现6份籼稻材料Wx座位上为杂合的（CT）18／（CT）11,其中2份为推广早籼优质品种浙9248和舟优903,并对其在遗传和育种研究中的意义作了探讨。