《水稻Wx近等基因系胚乳澱粉結構的差異及其環境效應研究》是依託揚州大學，由張祖建擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水稻Wx近等基因系胚乳澱粉結構的差異及其環境效應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張祖建
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
稻米蒸煮和食味品質與胚乳直鏈澱粉和支鏈澱粉的比例及澱粉結構密切相關，Wx基因是控制直鏈澱粉合成的關鍵基因，在該基因座上已經發現有多個具有不同遺傳效應的復等位基因。然而，水稻不同Wx等位基因表達與胚乳澱粉結構差異，以及在不同環境條件下Wx基因的表達差異對澱粉結構變化的影響，至今仍不清楚。本項目擬以不同Wx基因近等基因係為基礎試驗材料，（1）分析不同Wx等位基因對胚乳生長、澱粉積累和澱粉結構形成的作用效應；（2）研究結實期環境條件對不同Wx基因表達的效應及其與稻米蒸煮品質變化的關係；（3）解析不同Wx基因表達對胚乳中澱粉合成關鍵酶活性變化、澱粉鏈長分布、澱粉結晶特性的調控效應。項目將從基因表達水平到生理生化過程剖析環境條件對不同Wx基因表達的影響及其與稻米品質形成的關係，從新的視野分析環境條件影響稻米品質的作用機理，為水稻的調優栽培提供必要的理論依據和可行途徑。
結題摘要
直鏈澱粉含量、膠稠度和糊化溫度在很大程度上決定了稻米蒸煮和食味品質的表現。Wx基因編碼顆粒型澱粉合成酶GBSSⅠ，其表達特徵直接決定了稻米胚乳中直鏈澱粉含量的高低。然而目前對Wx基因的環境效應研究很不充分。本研究以不同的水稻Wx近等基因係為供試材料，進行有關水稻生長發育和稻米品質表現的研究。 多年的產量結果一致表現為偏秈型的Wxa、Wxin基因型水稻產量相對較高，並隨著後期氮肥的增加，增產幅度相對較大。Wx基因對水稻生長的影響在抽穗前也有不可忽略的作用。隨著施肥量的增加，稻米表觀直鏈澱粉含量增加，膠稠度變短，崩解值、最高粘度下降，消減值、峰值時間增加，稻米蒸煮品質呈現隨氮肥施用而顯著下降的變化，且低氮水平條件下的氮肥增加更容易導致稻米品質的明顯下降。Wxa、Wxin基因型水稻對後期施肥的反應較Wxb、wx基因型更為敏感。增施粒肥導致胚乳大顆粒澱粉粒所占比例增高，有增大澱粉平均粒徑的趨勢。wx 基因型水稻澱粉結晶度最大，Wxa、 Wxin 基因型水稻澱粉相對結晶度較小，澱粉相對結晶度與直鏈澱粉含量呈極顯著負相關。不同Wx基因型水稻胚乳澱粉分子量分布差異較大，短支鏈與長支鏈部分均是wx 最大，Wxin、Wxa基因型水稻澱粉支鏈鏈部分較小。增施粒肥，會增加胚乳澱粉中支鏈澱粉短鏈含量，降低絕對直鏈澱粉含量和長B鏈澱粉部分含量；水分脅迫處理下(-30kpa)，其短支鏈部分降低，增大了直鏈和長支鏈澱粉的含量。澱粉結晶度、膨脹勢等也呈現相應變化。各材料GBSS活性與Wx基因表達量呈顯著正相關。隨著後期施肥水平的提高，Wxa、Wxin基因表達量顯著增加，wx基因表達量總體上很低，對後期施肥相對不敏感。結果顯示，後期控氮是水稻調優栽培的必須注意的技術途徑。
