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水稻糊化温度特性的理化基础与分子遗传学研究

作　者: 舒小丽
导　师: 舒庆尧
学　校: 浙江大学
专　业: 生物物理学
关键词: 水稻 淀粉 糊化温度 SSIIa基因 Wx基因 SSR标记 SNP标记 标记辅助选择
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


糊化温度（GT）是决定稻米蒸煮食用品质的一个重要指标,是指淀粉颗粒在水溶液中加热,开始吸水并发生不可逆膨胀、其自然的晶体结构被破坏,双折射性（淀粉表面开始丧失特有的极化相转变为溶解态）丧失时的临界温度。GT通常采用碱裂解法来间接测定,用碱消值（alkali spreading value,ASV）表示:也可利用差示扫描量热法（differential scanning calorimetry,DSC）进行直接分析。本研究以一个水稻低GT突变体（黄玉B）及其它不同GT的水稻品种为材料,分析了淀粉的理化特性与GT性状的关系,开展了GT基因的分子定位,分析了GT与枝链淀粉链长分布的关系,确定了不同遗传群体中控制GT性状的分子遗传学和理化基础;在不同GT类型的水稻品种中开展了与ALK（SSⅡα）相邻SSR的分析,以验证GT遗传控制的机制和确定适用于辅助选择育种的SSR分子标记的筛选策略;最后,对不同GT类型的几个水稻品种的SSⅡα基因进行了测序分析,设计了一个SSⅡα基因SNP标记,并进一步用SSⅡα和Wx基因的SNP标记分析了不同品种的基因型及其GT之间的关系。主要研究结果如下: 1) 突变体黄玉B与其亲本Ⅱ-32B的ASV及各DSC参数存在极显著差异,前者的ASV达7级左右,To,Tp,Tc分别为64.1℃,69.2℃和77.8℃,而后者相应地分别为2级,和74.0℃,77.2℃和82.5℃。黄玉B的枝链淀粉链长比值（DP≤12/DP≤24,ACR）为0.235,Ⅱ-32B的仅为0.157。两者的ACR与ASV呈显著正相关,而和To,Tp,Tc显著负相关。X-衍射分析表明,Ⅱ-32B淀粉颗粒的结晶度高于黄玉B和低GT品种秀水110,这可能是高GT的物理基础。 2) 粳稻品种秀水110的ASV和泥青粘与黄玉B的相似,但其ACR大于后两者,同时秀水110的To,Tp,Tc也极显著低于后两者。由此表明,在Ⅱ-32B和这3个品种中,ACR和GT存在负相关关系。但是,另一个籼稻品种R3027的ACR与黄玉B和泥青粘相似,而GT显著高于后两者,表明枝链淀粉链长分布的差异不能完全解释这3个品种间的GT差异。 3) GT的经典遗传学特性。黄玉A和黄玉B的ASV及DSC参数相似,表明GT的细胞质效应不明显,而黄玉A/Ⅱ-32BF1的GT要较Ⅱ32A/黄玉BF1略低,且均与Ⅱ-32B的GT无显著差异,表明高GT对低GT呈显性,并具胚乳三倍体

全文目录


图一览表  9-10
表一览表  10-11
缩略语  11-12
摘要  12-15
ABSTRACT  15-19
第一章 文献综述  19-44
  1．1 淀粉组成和特性  19-23
    1．1．1 淀粉组成  19-21
    1．1．2 淀粉颗粒结构  21
    1．1．3 淀粉特性  21-23
  1．2 淀粉生物合成  23-28
    1．2．1 淀粉合成过程中的关键酶  24-27
      1．2．1．1 AGP  24-25
      1．2．1．2 SS  25-26
      1．2．1．3 SBE  26-27
      1．2．1．4 DBE  27
    1．2．2 水稻中淀粉的生物合成  27-28
      1．2．2．1 直链淀粉的合成  27
      1．2．2．2 水稻中枝链淀粉的合成  27-28
  1．3 水稻GT的研究进展  28-35
    1．3．1 GT的测定  28-29
    1．3．2 影响 GT的因素  29-30
      1．3．2．1 品种间差异  29
      1．3．2．2 环境温度的影响  29-30
    1．3．3 淀粉与GT的关系  30-32
      1．3．3．1 AAC与 GT  30
      1．3．3．2 枝链淀粉与GT  30-31
      1．3．3．3 淀粉颗粒与 GT  31-32
    1．3．4 GT的遗传研究  32-35
      1．3．4．1 GT的经典遗传研究  32-33
      1．3．4．2 GT的分子遗传研究  33-34
      1．3．4．3 GT与SSIIa  34-35
  1．4 水稻基因作图及标记辅助选择育种  35-43
    1．4．1 SSR序列的分布  35-36
    1．4．2 遗传图谱  36-37
    1．4．3 SSR分子标记的发展  37-38
    1．4．4 品质相关基因特异性分子标记  38-39
    1．4．5 农艺性状相关分子标记  39-41
    1．4．6 分子标记辅助选择  41-43
  1．5 论文研究的目的和主要内容  43-44
第二章 不同糊化温度水稻淀粉理化特性研究  44-56
  2．1 材料和方法  44-46
    2．1．1 实验材料  44
    2．1．2 样品处理  44-45
    2．1．3 碱消值分析  45
    2．1．4 DSC分析  45
    2．1．5 RVA分析  45
    2．1．6 AAC测定  45-46
    2．1．7 X—衍射  46
    2．1．8 枝链淀粉链长分布  46
    2．1．9 数据分析  46
  2．2 结果分析  46-53
    2．2．1 糊化温度  46-48
    2．2．2 AAC含量及淀粉粘滞特性  48-50
    2．2．3 枝链淀粉链长分布  50-52
    2．2．4 淀粉晶体特性  52-53
  2．3 讨论  53-55
  2．4 结论  55-56
第三章 水稻糊化温度特性的分子遗传及生化研究  56-71
  3．1 材料和方法  57-60
    3．1．1 植物材料及群体构建  57
    3．1．2 GT性状的遗传分析  57
    3．1．3 DNA提取  57-58
    3．1．4 SSR分析  58
    3．1．5 Wx基因的SSR及PCR-AccI分析  58-59
    3．1．6 遗传距离和连锁图谱的绘制  59
    3．1．7 枝链淀粉结构分析  59
    3．1．8 GBSSI和SSIIa蛋白分析  59-60
  3．2 结果分析  60-68
    3．2．1 GT性状遗传  60-61
    3．2．2 分子定位  61-65
    3．2．3 淀粉特性及颗粒结合蛋白  65-68
  3．3 讨论  68-70
  3．4 结论  70-71
第四章 水稻SSIia基因相邻微卫星标记分析  71-82
  4．1 材料和方法  71-73
    4．1．1 材料  71-72
    4．1．2 碱消值分析  72
    4．1．3 SSR分析  72
    4．1．4 数据分析  72-73
  4．2 结果与分析  73-79
    4．2．1 碱消值  73-75
    4．2．2 微卫星多态性  75-77
    4．2．3 不同类型材料的SSR分析  77-78
    4．2．4 用SSR区别不同GT品种的能力  78-79
  4．3 讨论  79-81
  4．4 结论  81-82
第五章 SSIIA基因及其蛋白结构分析和SNP标记的应用  82-96
  5．1 材料方法  82-85
    5．1．1 材料  82-83
    5．1．2 方法  83-84
    5．1．3 序列分析  84
    5．1．4 蛋白质的结构预测  84
    5．1．5 SNP标记分析  84-85
    5．1．6 相关性分析  85
  5．2 结果与分析  85-93
    5．2．1 SSIIa基因序列  85-87
    5．2．2 SSIIa基因序列比对  87
    5．2．2 SSIIa蛋白氨基酸序列分析  87-88
    5．2．3 SSIIa蛋白结构分析  88-89
    5．2．4 SSIIa和Wx基因型与糊化温度特性  89-92
    5．2．5 SSIIa SNP标记在黄玉B/II32B F_2群体中的分离  92-93
    5．2．6 SNP标记与ASV相关性分析  93
  5．3 讨论  93-95
  5．4 结论  95-96
参考文献  96-113
附录  113-115

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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