《控制水稻精米蛋白質含量的主效QTL克隆及育種基礎研究》是依託揚州大學，由嚴長傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：控制水稻精米蛋白質含量的主效QTL克隆及育種基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：嚴長傑
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
稻米品質性狀的遺傳解析是高效進行品質改良的基礎。精米中蛋白質含量（PC）的高低不僅決定稻米營養品質，也是影響稻米食味品質的關鍵因子。然而，關於PC的遺傳研究比較匱乏，對控制PC變異的關鍵基因的了解更少。本課題組在前期的研究中，以粳稻Sasanishiki和秈稻Habataki衍生的染色體單片段代換系群體為材料，已經鑑定出兩個穩定表達的主效QTL，qPC-1和qPC-10，並對qPC-1進行了較為精細的定位。本研究擬在此基礎上，（1）以分別攜帶有qPC-1和qPC-10的單片段代換系SL402和SL427與Sasanishiki回交、自交構建定位群體，結合後裔表型鑑定，精細定位兩個QTL；（2）通過轉基因、秈粳品種的序列比較，確定qPC-1的候選基因，闡明其分子生物學功能；（3）通過回交轉育，研明qPC-1和qPC-10的育種利用價值。本研究結果將為稻米品質的改良提供重要的依據和基因資源。
結題摘要
稻米蛋白質含量（PC）是一個非常重要的品質性狀，不僅是衡量稻米營養品質的重要指標，也是影響稻米食味品質的關鍵因子。然而，關於PC的遺傳研究比較匱乏，對控制PC變異的關鍵基因的了解更少。在前期的研究中，我們以粳稻Sasanishiki和秈稻Habataki衍生的染色體單片段代換系群體為材料，鑑定出兩個穩定表達的主效QTL，qPC-1和qPC-10，並對qPC-1進行了較為精細的定位。本項目在此基礎上，（1）進一步分析了水稻種質中蛋白質含量的變異，發現水稻蛋白質含量在秈粳亞種間表現明顯的差異，一般秈稻的蛋白質含量高於粳稻，而且引起這些差異的主要原因是由於籽粒中谷蛋白含量差異造成的。（2）通過構建高代回交群體，分別精細定位了qPC-1和qPC-10，獲得了qPC-1的候選基因LOC_Os01g55690和qPC-10的候選基因LOC_Os10g26060，並通過互補和敲除實驗證明它們即為qPC-1和qPC-10的候選基因。序列分析表明，這兩個候選基因的啟動子序列在秈粳亞種間發生了變異，導致兩個基因的表達水平發生了改變，進而影響了籽粒中谷蛋白的含量。在qPC-1和qPC-10兩個QTL座位上，來自粳稻中的等位基因可以分別提高和降低籽粒中谷蛋白的含量。（3）根據LOC_Os01g55690 和LOC_Os10g26060啟動子區的序列變異設計了功能性分子標記，並利用分子標記輔助選擇將來自秈稻的等位基因qPC-1H導入粳稻中，發現籽粒的蛋白質含量可以降低1%以上，同時稻米的食味值可以顯著提高，表明qPC-1對稻米品質的改良具有重要套用價值。該結果初步闡明了稻米蛋白質含量變異的分子機理，並為稻米品質的改良奠定了重要的理論基礎，也為稻米品質改良提供了基因資源和分子標記輔助選擇的工具，對稻米品質育種具有重要的推動作用。
