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《水稻淀粉合成相關(guān)基因分子標(biāo)記的建立》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2010年第55卷第1期：1~11《中國科學(xué)》雜志社論文www.scichina.comcsb.scichina.comSCIENCECHINAPRESS水稻淀粉合成相關(guān)基因分子標(biāo)記的建立①*②*③②②②②①①②田志喜,嚴(yán)長杰,錢前,嚴(yán)松,謝會蘭,王芳,徐潔芬,劉貴富,王永紅,劉巧泉,②①?②?湯述翥,李家洋,顧銘洪①中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所,北京100101②揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院,教育部植物功能基因組學(xué)重點實驗室/江蘇省作物遺傳生理重點實驗室,揚州225009③中國水稻研究所,杭州310006*為同等貢獻(xiàn)?聯(lián)系人,E-mail:gumh@yzu.edu.cn,jyli@genetics.
2、ac.cn2010-01-20收稿,2010-07-27接受國家自然科學(xué)基金重點項目(30530470)、國家高技術(shù)研究發(fā)展規(guī)劃(2006AA10Z118和2006AA10A102)、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(2005CB120804)、教育部霍英東青年教師基金(101030)以及國家博士后基金(20060390966)資助摘要稻米品質(zhì)改良是水稻育種的重要方面,傳統(tǒng)的常規(guī)育種方法由于缺乏對目標(biāo)基因有關(guān)鍵詞效檢測的手段,無法對稻米品質(zhì)的基因型進(jìn)行有效操作,因而品質(zhì)改良進(jìn)展緩慢.利用分水稻子標(biāo)記輔助選擇與傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合,可以在對稻米外觀品質(zhì)進(jìn)行鑒定的同時,對被選淀粉合成相關(guān)基因個體的基因型進(jìn)
3、行準(zhǔn)確的鑒定.結(jié)合品質(zhì)的測定,可以大大提高育種效率.但是,目前可分子標(biāo)記稻米品質(zhì)改良用于稻米品質(zhì)分子輔助育種的分子標(biāo)記很少.稻米品質(zhì)與淀粉組分密切相關(guān),我們分析了16個典型水稻品種18個在淀粉合成中的重要基因的全基因序列,明確了各個基因在不同種質(zhì)中的等位變異,設(shè)計了51個可以區(qū)分不同等位基因變異的分子標(biāo)記,這可為稻米品質(zhì)的分子育種提供可靠的依據(jù).水稻是最重要的糧食作物之一.全球?qū)⒔忠灰蚨嘈?、多因一效、調(diào)控基因以及修飾基因等作用,之一的人口以稻米為主食.因此,水稻高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)一個體的表現(xiàn)型與基因型往往存在較大差異,因而通直是育種家追求的兩大主要目標(biāo).在過去的三、四十過田間表型性狀進(jìn)行個體選擇
4、的準(zhǔn)確性較差.品質(zhì)年里,矮化育種和雜種優(yōu)勢利用使水稻產(chǎn)量潛力取性狀由于遺傳控制系統(tǒng)十分復(fù)雜,這一問題就顯得得了較大幅度的提高,有力地推動了大面積水稻生尤為突出.分子標(biāo)記輔助選擇(marker-assistedselec-產(chǎn),基本滿足了消費的需求.隨著水稻產(chǎn)量的提高,tion,MAS)由于可以在基因型水平上直接對分離群體[1~2]消費者對稻米品質(zhì)的要求越來越高,而現(xiàn)有主栽中的個體進(jìn)行鑒定和選擇,因而可以大大提高對目[4]品種的品質(zhì),尤其在蒸煮和食味品質(zhì)的改良上進(jìn)展標(biāo)性狀的選擇效率,縮短育種周期.Bernatzky和[5]緩慢,水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的矛盾日益突出.anksley過機(jī)算機(jī)模擬分析表明,M
5、AS的育種效率傳統(tǒng)育種中對目標(biāo)性狀的選擇具有一定的不可至少是常規(guī)育種的一倍以上.因此,加強(qiáng)MAS技術(shù)預(yù)測性.其成功與否很大程度上取決于育種群體內(nèi)在水稻品質(zhì)改良上的應(yīng)用研究具有重要的實踐意義.的遺傳變異度,尤其是目標(biāo)性狀的有利變異度,以及除了易受環(huán)境影響外,稻米品質(zhì)性狀遺傳上的[3]對這種有利變異定向選擇的效率.并且,單株選擇復(fù)雜性是難以進(jìn)行遺傳操作的根本原因,也是近年是對符合育種目標(biāo)性狀的個體進(jìn)行直接選擇,即選來稻米品質(zhì)改良滯后于產(chǎn)量提高的重要原因之一.擇的是個體表現(xiàn)型而不是基因型.由于基因間存在稻米的主要成分是淀粉(約占精米的90%),因而稻米英文版見:TianZX,YanCJ,QianQ
6、,etal.Developmentofgene-taggedmolecularmarkersforstarchsynthesis-relatedgenesinrice.ChineseSciBull,2010,55,doi:10.1007/s11434-2010年1月第55卷第1期[6]淀粉的組分和結(jié)構(gòu)是影響稻米品質(zhì)的主要因素.已基因在稻米品質(zhì)形成中的作用進(jìn)行了系統(tǒng)分析,發(fā)有研究表明,與稻米淀粉合成相關(guān)的酶主要有5大類,現(xiàn)不同淀粉合成相關(guān)基因的遺傳變異組合對稻米品[28]包括ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucosepyro-質(zhì)的形成具有決定性的作用.如果能將各個基因phosphoryl
7、ase,AGPase)、顆粒結(jié)合淀粉合成酶(gran-的遺傳變異轉(zhuǎn)化為可操作的分子標(biāo)記,結(jié)合MAS應(yīng)ulebindingstarchsynthase,GBSS)、可溶性淀粉合成用于稻米品質(zhì)育種工作中,必將有效推進(jìn)稻米品質(zhì)酶(solublestarchsynthase,SSS)、淀粉分支酶(starch的改良.branchingenzyme,SBE)和脫分支酶(debranchingen-為了實現(xiàn)以上目標(biāo),本研
