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科学家克隆出控制稻米品质的重要基因

2019-06-13 08:50:17来源:科技日报

记者11日从扬州大学获悉,该校农学院刘巧泉教授研究团队在国家杰出青年科学基金和国家重点研发计划等项目资助下,成功克隆了控制稻米蒸煮与食味品质最重要基因——蜡质基因(Waxy, Wx)的祖先等位基因Wxlv,并阐明了栽培稻中不同Wx等位基因间的进化关系,为稻米蒸煮与食味品质改良提供了重要的基因资源和技术支撑。相关研究成果近日已在《分子植物》在线发表。

“水稻是我国最重要的粮食作物,也是一种古老的多型性作物。人类栽培水稻已有近一万年历史,在不同地域、不同生态环境条件下经过长期的演变和分化,形成的品种类型极为丰富,它们在品质性状上所表现出的变异也极为复杂。”刘巧泉说,直链淀粉含量是衡量稻米品质,尤其是稻米蒸煮与食味品质的最重要指标,而直链淀粉是由Wx基因编码的淀粉颗粒结合淀粉合成酶催化合成的。在栽培稻中已克隆了多个Wx复等位基因,并已被广泛应用,但这些等位基因间的演变和分化关系并不明确。

据了解,刘巧泉研究团队通过近二十年的努力,从一个地方籼稻品种中图位克隆了Wx的一个特异等位基因Wxlv。携带Wxlv的稻米中含有更多中短分子量的直链淀粉,表现为高直链淀粉含量和低淀粉粘滞特性,米饭口感和食味较差。该团队还研究发现,在具中低直链淀粉含量的Wx等位基因中引入该功能位点,可用于优良食味稻米的培育。

刘巧泉介绍,团队通过群体遗传学和分子进化分析,证明Wxlv与野生稻中Wx基因序列及功能基本一致,在进化中属于祖先基因。栽培稻中的秋稻和少数籼稻品种中含有Wxlv等位基因,而栽培稻中其他Wx等位变异类型都是从其进化或人工选择而来。有趣的是,这些等位基因具有明显的优势地理分布区域,说明人工选择在该基因的演化过程中发挥了重要作用。(记者过国忠 通讯员虞璐 王一凡)

责任编辑:宋旻

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