本文關(guān)鍵詞：稻米品質(zhì)性狀基因的克隆與功能研究進(jìn)展

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【摘要】：水稻是中國(guó)重要的糧食作物之一,高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)一直是品種改良的主要目標(biāo)。目前,中國(guó)稻米品質(zhì)表現(xiàn)總體偏低,在一定程度上影響了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。稻米品質(zhì)屬綜合性狀,是指稻米或稻米相關(guān)產(chǎn)品滿足消費(fèi)者或生產(chǎn)加工需求的各種特性,主要涉及稻米的物理和化學(xué)特性,包括精米率、米粒形狀、透明度、蒸煮時(shí)間、米飯質(zhì)地與香味、冷飯質(zhì)地以及營(yíng)養(yǎng)成分等指標(biāo)。通常用碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮與食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)4個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)。近10年來(lái),在上述稻米品質(zhì)性狀相關(guān)基因的克隆與功能研究領(lǐng)域已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。水稻粒形不僅是重要的產(chǎn)量性狀也是碾磨和外觀品質(zhì)的重要決定因素,目前已克隆了多個(gè)粒形相關(guān)的QTL和基因。根據(jù)粒形相關(guān)基因的表型效應(yīng)可將其分為3類,即伴隨植株矮化的小�？刂苹�(第一類,包括D1、D2、D11、D61和SMG1等)、粒形特異基因(第二類,如GS3、GL3.1、GW7、GW2、GW5、GS5、GS6、TGW6、GW8、BG2、GW6a和GS2等)和小圓�；�(第三類,即SRS),其中只有第二類基因具有較好的育種利用價(jià)值。堊白是決定稻米外觀品質(zhì)的首要性狀,同時(shí)也會(huì)影響碾磨品質(zhì)。目前盡管已經(jīng)鑒定了大量QTL,但只有少數(shù)QTL被精細(xì)定位和克隆,如Chalk5、cyPPDK、G1F1、OsRab5a、FLOURYENDOSPERM2、PDIL1-1和SSG4等主要通過(guò)調(diào)控胚乳灌漿和儲(chǔ)藏物積累而影響稻米外觀表現(xiàn)。淀粉占精米胚乳干重的90%以上,其組成與結(jié)構(gòu)是決定稻米外觀和蒸煮與食味品質(zhì)的最重要因素。淀粉的合成是由多基因參與的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),直接參與淀粉合成的淀粉合成酶類基因的功能已經(jīng)比較清楚;此外,參與胚乳淀粉代謝的一些轉(zhuǎn)錄因子如Dull、OsEBP89、OsEBP5、OsRSR1和OsbZIP58等也已被陸續(xù)鑒定和克隆。蛋白質(zhì)是稻米的第二大成分,目前已克隆了眾多的貯藏蛋白編碼基因,并且已鑒定克隆了多個(gè)與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控有關(guān)的基因如OsSar、OsRab5a、OsAPP6、RISBZ1、RPBF、OsVPS9A、OsGPA3和GEF2等。賴氨酸是稻米中的第一限制必須氨基酸,通過(guò)過(guò)量表達(dá)富含賴氨酸蛋白(如RLRH1和RLRH2)或調(diào)控游離賴氨酸代謝等途徑,均可顯著提高稻米中的賴氨酸含量。稻米香味主要由2-AP決定,目前,已克隆了BADH2和OsP5CS等參與2-AP合成調(diào)控的基因。在與稻米貯藏有關(guān)的脂質(zhì)代謝方面,已克隆了脂肪酸氧化酶基因LOX-1、LOX-2和LOX-3以及脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsLTP36。此外,在稻米維生素、花青素和礦物質(zhì)等合成調(diào)控方面也已鑒定克隆了多個(gè)重要基因。綜上,稻米各品質(zhì)性狀都是由多基因控制,并且各性狀間彼此交叉,其遺傳調(diào)控非常復(fù)雜。本文重點(diǎn)就近年來(lái)控制稻米粒形與堊白、蒸煮與食味品質(zhì)、儲(chǔ)藏蛋白、脂類、維生素與礦質(zhì)元素等合成與調(diào)控相關(guān)基因的克隆、等位變異和功能研究進(jìn)行了綜述,并對(duì)重要品質(zhì)相關(guān)基因的育種利用進(jìn)行了展望,期望為水稻優(yōu)質(zhì)育種提供參考。
【作者單位】： 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物功能基因組學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)(2016ZX08009003-004、2014ZX08009-024B) 國(guó)家自然科學(xué)基金(31561143008、31401354) 教育部博士點(diǎn)基金(20133250120001)
【分類號(hào)】：S511
【正文快照】： 水稻(Oryza sativa L.)是中國(guó)乃至世界范圍內(nèi)的重要糧食作物,對(duì)保障糧食安全具有舉足輕重的作用。近30年來(lái),中國(guó)水稻生產(chǎn)經(jīng)過(guò)高產(chǎn)育種、超高產(chǎn)育種、超級(jí)稻育種和綠色超級(jí)稻育種等計(jì)劃的實(shí)施,水稻產(chǎn)量不斷提高,其中,超級(jí)稻產(chǎn)量已達(dá)到了6 892.5kg·hm-2的水平[1]。與此同時(shí),對(duì)

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1254196