水稻粉质胚乳突变体M37的基因定位及变异分析

在粳稻品种Kitaake的60Co辐射突变体库中筛选到1个稳定遗传的粉质胚乳突变体M37,其粒厚、千粒重、总淀粉和直链淀粉含量均显著降低。对成熟及发育中胚乳淀粉颗粒结构进行观察,发现突变体的胚乳中淀粉颗粒排列松散,产生大量小单粒淀粉颗粒。利用M37/Dular的F2群体中分离出的682个粉质极端个体将目标基因定位到水稻第1染色体长臂的51.6 kb,该区间含有7个开放阅读框(ORFs)。其中ORF6编码腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶大亚基2 (AGPL2)。对该基因测序分析发现突变体M37在AGPL2第4外显子上发生1个单碱基G到A的替换,导致该位点氨基酸由丙氨酸(Ala)变成苏氨酸(Thr)。氨基酸序列分析发现AGPL2的同源基因主要存在于单子叶中,突变位点在不同物种中均非常保守。该基因与已报道的水稻w24、gif2、eb6和eb7为等位基因。荧光定量PCR分析发现突变体中多个淀粉合成相关基因的表达水平发生显著变化。

3个水稻不透明胚乳突变体淀粉理化性质分析

构建水稻突变体库并从中筛选到3个胚乳突变体M16、M35和M72。对这3个突变体的籽粒表也及淀粉特件进行分析。结果表明:M35和M72籽粒表现为淀粉颗粒排列松散的粉质胚乳。M16则表现为淀粉颗粒中心冇空腔的蜡质胚乳。3个突变体中直链淀粉含量较野生型显著下降。3个突变体和野生型也均为A型淀粉。与野生型淀粉相比。M35和M72淀粉有较低的相对结晶度。M16淀粉则有更高的相对结晶度。在95℃下。M72淀粉具有最低的膨胀势和最高的水溶件。M16淀粉具有般高的膨胀势和最低的水溶性。3个突变体的淀粉均具有较低的糊化峰值温度、峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和消减值。体外消化表明。3个突变体的原淀粉具有较高的快速消化淀粉和较低的抗件淀粉。在回生淀粉中3种突变体具有更高的抗性淀粉。