利用单片段代换系鉴定水稻抗性淀粉相关基因

【目的】发掘稻米淀粉合成相关基因SBEIIb、SSIIa和ISA1的高抗性淀粉等位基因。【方法】利用分子标记筛选携带SBEIIb、SSIIa或ISA1的单片段代换系(Single segment substitution lines,SSSLs),利用改良的AOAC法测定SSSLs材料的抗性淀粉含量(w),通过Sanger测序分析不同SSSLs的SBEIIb、SSIIa和ISA1基因序列,结合基因型和表型连锁分析,鉴定影响抗性淀粉含量的等位基因。【结果】SBEIIb编码区的1个SNP(Ex4-96G/A)引起1个氨基酸的替换(196-Arg/His),从而产生2种等位基因SBEIIb-1和SBEIIb-2。其中,SBEIIb-1的Ex4-96G导致第196位氨基酸为Arg,表现为高抗性淀粉含量,为1.72%。SSIIa第8外显子的2个SNPs(Ex8–334G/A和Ex8–865C/T)引起2个氨基酸替换(604-Gly/Ser和781-Leu/Phe),从而产生3种等位基因SSIIa-1、SSIIa-2和SSIIa-3。其中,SSIIa-1的Ex8–334G和Ex8–865C导致第604和781位氨基酸为Gly和Leu,表现为高抗性淀粉含量,为3.37%。ISA1编码区序列的1个Indel(AGG/---)和1个SNP(Ex17–117C/T)导致第70位氨基酸Glu缺失和第717位氨基酸由Thr变为Met,从而产生3种等位基因ISA1-1、ISA1-2和ISA1-3。其中,ISA1-1编码区的AGG插入和Ex17–117C导致第70和717位氨基酸为Glu和Thr,表现为高抗性淀粉含量,为2.09%。【结论】SBEIIb、SSIIa和ISA1是影响水稻抗性淀粉形成的重要基因,这3个基因编码区的SNPs和Indels引起了氨基酸的改变,继而影响了抗性淀粉的含量,鉴定到了3个高抗性淀粉含量的等位基因SBEIIb-1、SSIIa-1和ISA1-1。