基于HRM技术开发水稻糊化温度基因ALK功能标记

【目的】糊化温度是影响稻米蒸煮食味品质的重要指标,ALK是控制水稻糊化温度的主效基因,开发可快速高通量鉴定ALK基因型的功能标记有助于提高水稻品质改良的效率。【方法】根据ALK基因4198位、4329位和4330位存在的单碱基差异,设计基于HRM技术检测的基因功能标记。【结果】通过PCR检测结合测序分析,筛选了ALK基因2个功能区域的功能标记ALKH4、ALKH5。利用ALKH4、ALKH5对81份籼稻品种、279份粳稻品种进行了ALK基因型检测,结果发现,16份粳稻和19份籼稻为G-GC基因型;51份粳稻为A-GC基因型;212份粳稻和62份籼稻为G-TT基因型。【结论】基于HRM技术开发的基因功能标记ALKH4、ALKH5可以快速高通量鉴定控制糊化温度ALK不同基因型,具有重要的应用价值。

利用SSR标记定位水稻糊化温度的QTLs

糊化温度 (GT)是决定稻米蒸煮食用品质的一个重要指标。研究了以碱消值表示的糊化温度 (ASV -GT)的遗传和QTL位点。选择在ASV -GT上具有显著差别的籼稻品种南特号和粳稻品种Balilla杂交 ,并以Balilla回交得到含有 1 42株的回交群体。ASV -GT的测定表明 ,在分离群体中ASV -GT表现为双峰连续分布。说明在该群体中ASV -GT是由一主效基因控制的 ,并伴有微效基因的修饰。进一步用 1 1 9个在双亲间具有多态性的微卫星 (SSR)标记构建了全基因组的分子标记连锁图 ,采用区间作图法对控制碱消值的基因进行了定位分析。结果表明 :位于第 6染色体的qASV6- 1为一主效基因 ,其贡献率高达 87.6% ,来自于亲本南特号中的等位基因可降低碱消值 3.2 6;其余 5个QTLs(qASV2、qASV3、qASV6- 2、qASV9、qASV1 1 )为微效基因 ,分别位于第 2、3、6、9和 1 1染色体上。双亲中都带有增效和减效等位基因。

水稻品种直链淀粉含量、糊化温度和蛋白质含量的稳定性分析

利用AMMI模型对18个水稻品种的直链淀粉含量(AC)、糊化温度(GT)和蛋白质含量(PC)进行两年三点的稳定性分析,并以AC、GT和PC的表型值及相应的稳定性参数(Di)为性状指标,对供试品种进行聚类分析和评价。结果表明,稻米AC、GT和PC在不同品种和环境间的差异以及G×E互作效应都达到极显著水平(P<0.01);3项品质性状的稳定性随品种不同而变化较大(0.15≤Di≤2.68),AC、GT和PC稳定性都高的品种仅有W002;综合考虑AC、GT和PC等3项品质性状的表现、稳定性、产量水平等因素,W002、广陵香粳、早丰九号和南京16号等品种可作为育种亲本,以改良水稻品种食味品质及其稳定性。

稻米糊化温度和直链淀粉含量的简易测定法

采用 2mol/L的KOH进行糙米糊化 ,其糊化温度与标准方法测定结果相比 ,两者相关系数为 0 .932 ,达极显著水平 ;糊化后直接染色 ,样品直链淀粉含量与标准方法测定样品直链淀粉含量之间的相关系数为 0 .915 ,达极显著水平。该方法具有简便、高效并相对准确的特点 ,非常适合低世代材料的直链淀粉含量和糊化温度的快速鉴定。

利用9311来源的粳型染色体片段代换系定位控制稻米糊化温度的微效QTL

糊化温度（gelatinization temperature,GT）是评价稻米蒸煮与食味品质的重要因素之一,除受一主效基因控制外,还受多个微效基因的影响。本研究利用粳稻品种日本晴和籼稻品种9311作为受体和供体来源的38个染色体片段代换系为研究对象,于2010—2011年连续2年分别于2个环境内种植,测定各株系稻米的糊化温度（碱消值）,利用t测验与轮回亲本比较。结合高通量重测序技术鉴定各代换系的基因型,以一年两地检出的极显著差异位点作为一个QTL,共检测到4个控制GT的微效QTL,即qGT2-1、qGT7-1、qGT8-1和qGT12-1,分别位于第2、第7、第8和第12染色体上。加性效应分析结果显示,4个QTL的效应值均为负值,表明来自籼稻品种9311的这4个片段对碱消值的效应均为负效应。其中qGT7-1和qGT12-1 2个QTL在2年4个环境均被检测到,遗传效应的趋势也一致,加性效应贡献率为11.31%~28.95%。以受体亲本碱消值差异最大的代换系N53株系及亲本为材料,对稻米淀粉精细结构进行分析,推测支链淀粉中短链含量的减少可能会引起GT的升高。上述结果为进一步精细定位和克隆相应QTL及开展稻米品质改良的分子育种奠定了基础。

一个低糊化温度水稻突变体(Mgt-1)的培育与稻米品质特征研究

在籼型细胞质雄性不育保持系Ⅱ 3 2B干种子经 3 0 0Gy60 Coγ射线辐照照育成的多种叶色突变系中 ,经稻米品质测定 ,筛选到 1个叶色黄化的低糊化温度突变体 ,定名为Mgt 1。稻米用 1 7%KOH处理 ,测得对照Ⅱ 3 2B的碱消值为 2级左右 ,而Mgt 1达 6～ 7级。Mgt 1的表观直链淀粉含量 (AAC)为 2 5%左右 ,与对照Ⅱ 3 2B差异不显著。用粘度速测仪 (RVA)测得的Mgt 1的米粉粘滞性谱 (RVA谱 )与对照Ⅱ 3 2B的存在一定差异 ,Mgt 1的消减值 (SBV)变小 ,热浆粘度 (HPV)显著变大 ,崩解值 (BDV)和回复值 (CSV)显著变小 ,但最高粘度 (PKV)和最终粘度 (CPV)基本相仿。Mgt 1的发现将为研究GT特性的物质基础及遗传特征提供理想的材料。

蕨根淀粉糊化温度测定及影响因素研究

采用偏光显微镜、DSC差示扫描量热仪等对蕨根淀粉糊化温度进行测定.结果表明：蕨根淀粉具有明显的偏光性,多数呈黑十字,少数呈“×”形.用偏光显微镜测得蕨淀粉的糊化温度为57～64～74 ℃,稍高于土豆淀粉,明显低于玉米淀粉.DSC差示扫描量热仪测得蕨根淀粉的糊化温度为57.50～65.54～70.30 ℃,ΔT为12.8 ℃,ΔH为9.65 J/g.采用偏光显微镜法测定不同添加物对蕨根淀粉糊化温度的影响,结果表明：蔗糖、食用明胶、氯化钠使糊化温度升高,氯化钙降低了最终糊化温度.

莲藕淀粉糊化温度的测定

对莲藕糊化温度的三种测定方法展开比较,得出偏光十字消失法测得莲藕淀粉的糊化温度为63.8～71.8℃,差示扫描量热分析法(DSC)测得糊化温度为63.5～74.7℃,动态流变仪法测得糊化温度为60.1～66.2℃。得出结论:在一般的实验室里,品种相同的情况下,应用偏光十字消失法是较为准确且经济的测定方法;如果条件允许,动态流变仪法是相对精确的方法。

籼稻米糊化温度的质量-数量遗传分析

应用胚乳性状的质量-数量遗传分析方法研究籼稻米糊化温度(GT)的遗传。结果表明:糊化温度为一典型的受三倍体遗传控制的质量-数量性状,由一个主基因和若干微基因共同控制;控制高、中和低糊化温度的主基因为一组复等位基因,主基因的作用以加性效应为主,显性效应小;微基因的遗传变异因组合和世代而异,约为主基因变异的1/16至1/2。

莲藕淀粉糊化温度测定方法的比较

采用三种方法对莲藕糊化温度进行测定,实验显示:偏光十字消失法测得莲藕淀粉的糊化温度为63.8～71.8℃,该法操作简便,具有较好的重现性和一定的准确性;动态流变仪法测得糊化温度为60.1～66.2℃,准确性高,重现性好,测得的糊化温度范围较小,是相对精确的方法;差示扫描量热分析法(DSC)图谱法测得糊化温度为63.5～74.7℃,温度范围相对较大,并可以较全面地反映淀粉的糊化特性。

水稻SSIIa基因型对成糊温度校准的影响及糊化温度与直链淀粉含量的关系分析

稻米淀粉黏滞性谱(RVA谱)常被用来鉴定水稻种质资源和所选优良株系的食味品质,RVA成糊温度(PT)却不能准确反映糊化温度(GT),校准成糊温度PT m能够比较准确地反映GT,但PT的校准范围、PT m衡量稻米GT的准确程度以及SSIIa基因型对其的影响等并未见报道。本研究利用遗传背景差异小、双亲糊化温度差异大的B1F8株系中的58个单株为材料,通过检测其SSIIa基因型,将材料分为3类,分别在3种SSIIa基因型的遗传背景下,比较分析PT、PT m、GT,结果表明,SSIIa基因型不同,PT的校准范围明显不同;PT衡量稻米GT的准确率仅为39.66%,而PT m准确率达到89.66%。进一步利用PT和PT m分别表示GT,分析稻米AC与GT关系,得出与一些学者不同的结论:稻米AC与GT呈极显著负相关性。

粳稻米糊化温度的遗传研究

以碱扩散值（ＡＳＶ）表示稻米的糊化温度（ＧＴ）．用糊化温度不同的７个粳稻品种配置１２个杂交组合，测定了各组合不同世代（Ｐ＿１，Ｐ＿２，Ｆ＿１，Ｆ＿２）的ＡＳＶ值，研究粳稻米糊化温度的遗传特征。结果表明，所用糊化温度分属高、中、低不同类型的粳稻亲本，是由位于同一基因位点上的一组复等位基因所控制的，基因的显性效应表现为高ＧＴ＞低ＧＴ＞中ＧＴ，除主效基因的作用外，还存在微效基因的修饰作用。

粳稻糊化温度遗传研究

本文提出了测定粳稻米糊化温度的改进方法,并利用该方法,以父、母本各3个及按NC-Ⅱ设计配置的9个杂交组合为试材,采用朱军提出的包括种子效应、母体效应、细胞质效应的三倍体种子模型对粳稻糊化温度的遗传进行了研究。结果表明,粳稻米糊化温度的控制以遗传因素为主,三套遗传体系对糊化温度的表达都有影响,但以种子效应为主。基因效应以加性效应为主。对粳稻糊化温度的改良应从亲本入手,宜在早代进行选择。

稻米糊化温度DSC试验条件的优化及相关分析

差示扫描量热仪是目前米粉糊化温度测定中最为准确的一种方法,而目前研究中所使用的样品量、加水量和升温速率有着较大差异,利用正交设计方法确定了TAQ20型差示扫描量热仪的最小相对标准偏差试验条件。结果表明样品量、加水量和升温速率等3个因素的变化对糊化温度结果有一定的影响。比较各个组合的相对标准偏差值,选出3个因素的最佳组合为14μL水、3.0 mg米粉和10℃/min升温速率。应用这一测定条件,测定了21份籼稻米粉的糊化温度。相关分析表明,糊化温度与碱消值和直链淀粉含量的相关系数分别为r=-0.75***和r=0.51*,说明糊化温度与碱消值之间存在极显著负相关、与直链淀粉含量则表现为显著正相关。

稻米糊化温度的遗传与分子机理研究进展

糊化温度(gelatinization temperature,GT)是衡量稻米蒸煮品质和口感的重要参数之一。低GT稻米比高GT稻米蒸煮时需要较少的能量投入。支链淀粉的结构,特别是其分支链分布与GT密切相关,短链的含量越高,淀粉的GT越低。数量性状基因定位已经将GT相关基因定位在第6染色体的编码淀粉合酶Ⅱa(SSⅡa)的alk基因位点。SSⅡa基因的若干功能性单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)与GT和支链淀粉结构有关。这些SNPs已经用于标记辅助育种来改良稻米品质。提出了通过SSⅡa控制高或低GT的分子机理。

结实期环境温度对稻米糊化温度影响的时段效应分析

通过对１９８８年在全国１３个点、８个品种多播期试验结果的积分回归分析和人工气候箱模拟试验结果表明，结实期环境温度对稻米糊化温度的影响主要取决于水稻齐穗后２０ｄ内的温度状况，其它时段的温度对糊化温度的影响很小。电镜观察结果表明，稻米的糊化温度与其籽粒的淀粉粒结构及排列状况有着密切的联系，温度对稻米糊化温度的影响是通过温度－灌浆动态－淀粉粒结构－糊化温度这样一个关系链来完成的。

酯化交联淀粉反应及其性质的研究——淀粉颗粒糊化温度的变化

研究变性淀粉颗粒的糊化温度随反应 pH值、时间和三氯氧磷用量的变化规律 ,以及其DSC的糊化特性 .结果发现酯化交联淀粉的糊化完成温度比原淀粉高 ,随反应 pH值、时间和三氯氧磷用量的增加而升高 .当反应 pH值为 8.0和 9.0时 ,变性淀粉的糊化开始温度比原淀粉低 ,随反间时间、三氯氧磷用量的增加而降低 ;当反应 pH值为 10 .0和11.0时 ,变性淀粉的糊化开始温度的变化则随反应时间、三氯氧磷用量的增加而升高 ,其值从比原淀粉低上升至比原淀粉高 .这些变化规律同酯化交联淀粉的反应历程密切相关 .

籼型黑米糊化温度和胶稠度的遗传效应研究

采用禾谷类作物种子胚乳数量性状的遗传模型 ,分析籼型黑米品种双列杂交 F1和 F2 种子的糊化温度和胶稠度的遗传效应。结果表明 ,黑米碱消值糊化温度和胶稠度同时受制于种子直接遗传效应、母体效应和细胞质作用影响 ,其中 ,种子直接效应和细胞质效应比母体效应的作用更大 ,且种子直接效应以加性效应占主导。黑米糊化温度的细胞质遗传率较高 ,而胶稠度的种子直接遗传率较高 ,在杂种早代对糊化温度的选择可侧重于单株筛选 。

结实期环境温度对稻米糊化温度的影响

对８个水稻品种的多点、多播期和人工气候箱模拟试验结果表明，影响稻米糊化温度的主要气候因子是环境温度；日辐射的影响主要是通过改变环境温度而间接起作用的；其他气候因子有一定的影响，但不显著，且品种间反应不一致；抽穗后２０ｄ内环境温度对稻米糊化温度的影响较大，抽穗前１０ｄ和抽穗２０ｄ后的影响较小。

配料对淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

采用RVA快速黏度仪研究了食盐、蔗糖和植脂末等配料对普通和高支链玉米淀粉的峰值粘度和糊化温度的影响。结果表明,对于NaCl和蔗糖来说,随着其质量分数的升高,普通和高支链淀粉的峰值黏度和糊化温度均增大;而对于植脂末,普通淀粉在其质量分数小于6%时,其峰值黏度升高,糊化温度基本不变,大于6%时,峰值黏度和糊化温度均降低。高支链玉米淀粉在植脂末质量分数小于4%时峰值黏度和糊化温度均略微降低,而大于4%时均升高。研究结果有助于阐明玉米淀粉糊化的规律,以及为其它谷物淀粉糊化工艺提供借鉴。