控制稻米淀粉品质相关基因的新等位基因的发掘及效应评价

优异基因资源的发掘与应用是实现作物遗传改良跨越式发展和取得突破性成就的最主要途径。中国是世界上稻种资源最丰富的国家，尤其是一些地方特色稻种资源极为丰富，其稻米品质性状的变异也极为多样。在前期研究中，我们已在代表性栽培品种中克隆鉴定了控制稻米淀粉品质的相关基因及其主要的等位（或复等位）变异类型，并已初步明确了这些基因及其变异在控制稻米蒸煮与食味品质中的作用及互作网络。本项目拟在已有研究基础上，进一步在我国一些优异地方稻种资源中发掘控制稻米淀粉品质的新的等位基因，并评价其遗传效应，为稻米品质改良提供新的基因资源。同时，利用已构建或正在构建的系列近基因系和转基因系材料，借助于分子生物学、生物化学及现代仪器分析技术，进一步探明已发掘的淀粉合成相关基因等位变异的遗传效应及其分子调控机理，为了解稻米品质性状遗传多样性提供理论依据。

中国是世界上稻种资源最丰富的国家，尤其是一些地方特色稻种资源极为丰富，其稻米品质性状的变异也极为多样。深入挖掘稻米品质形成相关的优异等位基因资源对于水稻品质改良具有重要意义。淀粉是水稻胚乳中的最主要成分，其组成与结构是决定稻米品质及其加工应用性能的最重要因素。本研究重点围绕稻米淀粉品质相关基因的功能及其等位性变异开展了较为深入与系统的研究，取得了较为突出的研究成果。已发表论文13篇、其中SCI论文7篇，申请发明专利1项，培养博硕士研究生6名。.以现有栽培品种以及云南和江苏等地收集的特色地方稻种资源为研究对象，采用重测序、基因内分子标记检测等技术较为深入地分析了淀粉合成相关基因位点上的等位性变异，基本明确了SSSI、Sbe1、Sbe3等淀粉合成重要基因在水稻栽培种中的变异类型及其组合情况。根据重要淀粉合成相关基因的等位变异，借助于基因内分子标记，创建了一系列近等基因系，目前已至BC9-BC10代，已选育了部分含纯合基因型的近等基因系，已对大多数近等基因系进行了效应分析，初步明确了各基因等位变异的效应。从基因结构与变异、转基因、近等基因系等角度较为详细地研究了与支链淀粉合成相关的5个相关基因(SSSI、Sbe1、Sbe3、PUL、ISA）的等位变异及其效应，初步明确了这些基因及其变异在稻米品质形成中的作用，为稻米品质改良提供了重要的基因资源与技术途径。 在本项目的研究基础上，又开展了与本项目密切相关的水稻淀粉及其他胚乳贮藏成分如维生素和必需氨基酸等代谢的相关机理研究，包括参与胚乳淀粉合成相关转录因子OsWRKY78的功能研究、维生素E在水稻种质中的变异以及利用染色体片段代换系定位淀粉粘滞性相关QTL等的研究，为进一步研究并解析稻米品质性状形成及其变异机制奠定了一定的基础。