水稻蒸煮食味及营养品质的QTL定位

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水稻(Oryza sativa L.)是世界上主要的粮食作物,世界上一半以上的人口以水稻为每日主食。近年来,稻米的蒸煮食味品质受到持续关注。为揭示其遗传机理,利用粳稻品种日本晴(NIP)和籼稻品种中嘉早17(YK17)构建的重组自交系(RIL)群体为研究材料,分别种植于杭州、海南等三种环境下,分析了控制直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)、糊化温度(GT)和蛋白质含量(PC)以及四种分类蛋白谷蛋白(GLU)、球蛋白(GLOB)、醇溶蛋白(PRO)、清蛋白(ALB)含量的QTLs。总之,对稻米蒸煮食用品质(ECQs)的表型和遗传基础研究具有重要意义。本研究获得的主要结果如下:1.在除8、10和12染色体外,共检测到33个控制AC,GC,GT和PC主效QTLs(M-QTL),单个QTL解释了1.56-89.51%的表型变异。2.在三种环境条件下均能检测到的ECQ相关QTLs有15个。其中大多数检测到的QTLs都位于标记RM7158-RM3414区间内,该区间包含Waxy(Wx)基因和ALK基因,对ECQs起主要决定作用。3.4个QTLs(qAC6,qGT6.2,qPC6和qPC7)被检测到有显著的“加性×环境”互作效应。此外,还检测到7对上位性QTLs,其中3对上位性QTL与AC有关,3对上位性QTL与GT有关,1对与PC有关。4.Wx基因测序结果显示,与NIP相比,YK17的Wx基因启动子区域包含三个Indel,第9外显子9和第10外显子有两个SNPs,这些差异可能是导致RIL群体双亲NIP与YK17蒸煮食味品质差异的主要原因。5.四种分类蛋白含量及相关性分析表明,蛋白质各组分含量呈高度正相关。6.在12条染色体上共检测到44个与PC,GLU,GLOB,ALB和PRO含量有关的QTLs,单个QTL解释了3.70-12.47%的表型变异。其中多数QTLs位于标记RM7158-RM3414区间内,该区间包含了Wx基因和控制蛋白质含量及四种分类蛋白含量的主效QTL qPC1。7.qPC6,qPC7和qGLU6被检测到有显著的“加性×环境”互作效应,表明PC和GLU的QTL表达会受环境条件的影响。另外还检测到2对上位性QTLs,1对与GLOB有关,1对与PRO有关。8.综上,第6染色体Wx基因所在区间可能在稻米蒸煮食味、蛋白质及组分含量的遗传调控方面起着重要作用。
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