水稻糯性突变体r162的鉴定与基因定位

S331; 直链淀粉是影响稻米食味品质和外观品质的重要因素,主要由Waxy(Wx)基因编码的颗粒结合淀粉合酶Ⅰ(granule-bound starch synthase Ⅰ,GBSSⅠ)介导合成.本研究从宁粳2号的甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)诱变材料中筛选到了一个糯性突变体r162,与野生型相比,其籽粒外观呈不透明的云雾状,种子和糙米的粒长、粒宽以及千粒重显著下降.通过扫描电镜对淀粉形态进行观察,发现突变体的淀粉颗粒上存在孔洞.半薄切片碘染结果表明,突变体r162发育时期胚乳的造粉体排列结构与野生型相似,但碘染后颜色更浅.理化性质分析发现,突变体r16...

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Published in浙江大学学报（农业与生命科学版） Vol. 50; no. 3; pp. 368 - 381
Main Authors 何羽喆, 徐善斌, 陈彦宇, 杨雪, 段二超, 滕烜, 王益华, 董慧, 万建民
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国农业科学院作物科学研究所,农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程,北京 100081 2024
南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心,江苏 南京 210095%南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心,江苏 南京 210095
Subjects
稻米品质
Waxy(Wx)基因
Waxy(Wx)gene
grain quality
水稻
颗粒结合淀粉合酶
直链淀粉含量
rice
amylose content
granule-bound starch synthase
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ISSN1008-9209
DOI10.3785/j.issn.1008-9209.2024.04.281

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Summary:S331; 直链淀粉是影响稻米食味品质和外观品质的重要因素,主要由Waxy(Wx)基因编码的颗粒结合淀粉合酶Ⅰ(granule-bound starch synthase Ⅰ,GBSSⅠ)介导合成.本研究从宁粳2号的甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)诱变材料中筛选到了一个糯性突变体r162,与野生型相比,其籽粒外观呈不透明的云雾状,种子和糙米的粒长、粒宽以及千粒重显著下降.通过扫描电镜对淀粉形态进行观察,发现突变体的淀粉颗粒上存在孔洞.半薄切片碘染结果表明,突变体r162发育时期胚乳的造粉体排列结构与野生型相似,但碘染后颜色更浅.理化性质分析发现,突变体r162的总淀粉、总蛋白质和总脂肪含量与野生型相比无显著差异,但是表观直链淀粉含量极显著下降、胶稠度极显著增加,糊化特性发生明显改变,并且淀粉的崩解值、回生值、回复值以及米粉在尿素中的膨胀体积均小于野生型.通过基因定位和测序发现,突变基因Wx位于第6号染色体短臂上,Wx基因第7个内含子的第1个碱基(Int7-1)由鸟嘌呤(G)替换为腺嘌呤(A),造成Wx基因的编码区存在10个碱基的缺失,导致其编码的GBSSⅠ蛋白自第256位氨基酸起出现错误翻译,使蛋白质翻译提前终止,因此将该等位变异命名为Wx-r162.进一步通过蛋白质印迹法检测发现,突变体中的GBSSⅠ蛋白水平极显著下降.酶活性测定也证实,突变体r162中GBSSⅠ活性明显降低.综上所述,Wx-r162基因被视为一个新的等位变异,这种突变导致GBSSⅠ活性下降,进而造成突变体r162表观直链淀粉含量降低和籽粒表现出不透明的表型.
ISSN:1008-9209
DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2024.04.281