淀粉合成相关基因多态性对糯稻品质的影响

发布时间：2020-08-10 14:22

【摘要】：水稻是最重要的粮食作物之一,它是世界上近一半人口的主粮。高产和优质是水稻生产的两大重要目标。半矮秆基因和杂种优势技术的成功应用使水稻产量在过去几十年中有了显著提高。然而,水稻品质仍不能满足消费者日益提高的要求。水稻品质的提升是一个难题,它受数量性状位点的控制,同时环境变化也对稻米品质有影响。尽管进行了大量的研究工作,但迄今为止只有少数相关基因被鉴定,稻米品质的遗传机理仍然不清楚。目前对稻米品质的研究大多集中于非糯水稻,糯稻研究较少,因此我们迫切需要揭示糯稻食味品质的遗传基础,为提高糯稻品质提供依据。数量性状位点作图是检测水稻基因组功能位点的重要手段。但是,该技术不能发现微效基因的遗传效应,也不能解释基因间复杂的互作效应。关联分析是研究遗传位点与复杂性状遗传关联的有力工具,已成功地应用于植物分子遗传学。本研究以63份糯稻品种为材料,鉴定了17个淀粉合成相关基因的基因型并测定其理化指标、RVA谱特征值、热学特性和回生特性。用41对SSR引物分析群体结构以排除伪关联。通过关联分析明确各基因及其互作对糯稻品质的影响,为糯稻品质遗传育种提供理论依据。主要研究结果如下:1.63份糯稻品种的稻米品质有较大差异,许多品质性状间的相关性显著或极显著,它们可能共同受到某些基因的调控。2.41对SSR引物在63份糯稻材料中共检测到127个等位变异,平均每个位点为3.1个。RM引物在糯稻种质资源上多态性丰富。聚类分析表明供试糯稻材料可以分为籼稻和粳稻两个类群。群体结构分析表明最适亚群数为2。大部分品种遗传背景较纯,部分材料属于混合型,这可能与水稻在长期的驯化过程中,籼粳亚种间杂交有关。3.关联分析结果表明8个基因与胶稠度的变异关联。ISA、SSIV-2、SBE3、SSII-1、PUL、SBE4、SSII-3和SBE1的遗传效应依次递减。胶稠度的遗传机制需要进一步的实验加以验证。4.共有6个淀粉合成相关基因参与RVA谱特征值的调控:SSII-3、PUL、SSI、SBE4、SSIV-1和SBE3。每个特征值至少受到2个基因的影响。除消减值外,PUL基因与其它5个粘度特征值均有关联,说明糯稻中PUL是对RVA谱粘度特征值影响最显著的基因。起浆温度和峰值时间都受到SSII-3和SSI基因的影响。5.关联分析结果表明糯稻半峰宽只受到SSII-3的影响,焓变只受到SSI的影响,其余热学及回生特性受SSII-3和SSI基因的共同影响。比较各基因相应的F值,发现各性状与SSII-3的关联度明显大于SSI基因。说明SSII-3是控制热学及回生特性的主效基因。6.各基因间存在广泛的互作,除消减值、半峰宽和焓变外,其余性状均检测到显著互作。这说明了糯稻淀粉品质遗传机理的复杂性,通过分子标记辅助育种困难仍然较大,糯稻淀粉品质遗传机理的研究还有待进一步深入。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511.23
【图文】：

淀粉合成,水稻,途径,淀粉合成酶

西南科技大学硕士研究生学位论文糖-1-磷酸是淀粉合成的直接前体物质，而葡萄糖-6-磷酸需转化为葡才能进行淀粉的合成。图 1 所示，淀粉的合成途径主要分为三部分：1. 底物腺苷二磷酸nosineDiphosphateGlucose,ADPG）的合成；2. 直链淀粉的合成；3. 成。编码淀粉合成酶的基因共有 18 个，每个基因在淀粉合成过程的不同的作用。淀粉合成酶主要包括了 ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADPhosphorylase，AGPase)、颗粒结合淀粉合成酶(granulebindingstarchsyn)、可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase，SSS)、淀粉分支酶ing enzyme，SBE)和脱分支酶(debranching enzyme，DBE)[19-23]。

散点图,变异数,粳糯,散点图

图2 SSR位点等位变异数与其多态性信息量散点图re 2 Scatter plots of PIC vs. number of alleles for SSRs距离按 NJ 法进行聚类分析（图 3），利用 41 2 大类群。与京糯 8 号聚在一起的为偏粳类群。新糯Xinxiangnuo京糯8号Jingnuo8hao辐黑糯Fuheixiangnuo云南糯Yunnanxiangnuo花溪糯Huaxixiangnuo粳糯2Jingnuo2粳糯1Jingnuo1渝糯9号Yunuo9hao中灿糯909Zhongcannuo909广陵糯Guanglingxiangnuo奇天糯Qitiannuo禾糯Hexiangnuo全糯1Quannuo1沱江糯5号Tuojian文山糯18Wens金糯262Jinnu海陵糯Hailing锁糯817Suon金粳糯5215J中江糯378Zho沱江糯荆糯66号Jingnuo6hao曹叶糯Caoyenuo川新糯Chuanxinnuo代糯2Dainuo2代糯1Dainuo1菲印矮Feiyinnuo血糯1号Aixuenuo1hao固城黑糯Guchengheinuo中糯651Zhongnuo651IR70NY10NY9NY8糯选1号Nuoxuan1hao糯恢Nuohui绵恢1700Mianhui1700明糯1Mingnuo1

折线图,K值,折线图,糯稻

图6 63份糯稻材料群体结构分析Figure 6 Population structure distribution of 63 glutinous rice图5 △K值随K值变化折线图Figure 5 Lines chart of △K withthe change of K图4 LnP(D)值随K值变化折线Figure 4 Lines chart of LnP(D) with thechange of K

【相似文献】