水稻淀粉相关性状的SSR标记关联分析及OsAGPL3基因优异单体型鉴定

• 作 者: 赵广欣
• 出 处: 东北农业大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 水稻 淀粉相关性状 蒸煮食味品质 OsAGPL3基因 关联分析

水稻是一种具有悠久栽培历史的一年生禾本科作物,也是世界上三大粮食作物之一。在生活水平日渐提高的今天,人们关注的不仅是吃饱而且将注意力更加侧重于品质,其品质相关性状的研究已经成为近些年来水稻科研的重点。碾磨品质、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质是评价稻米品质的4个主要指标,其中,蒸煮食味品质作为一个非常重要而复杂的指标受到遗传学者和育种学家的广泛关注。直链淀粉含量(AAC)、支链淀粉含量(APC)、胶稠度(GC)和糊化温度(GT)是影响稻米蒸煮食味品质的主要因素,因此,研究上述4个性状在不同水稻品种中的变异规律,挖掘控制性状的标记位点,对改善稻米蒸煮食味品质具有重要意义,基于此,本研究选用154个均匀分布于水稻12条染色体的SSR标记对269份粳稻品种构成的自然群体进行全基因组扫描,对直链淀粉含量、支链淀粉含量、胶稠度和糊化温度等4个淀粉相关性状与SSR标记进行关联分析,在此基础上,以具有广泛代表性的77个粳稻品种,开展用SSR标记关联分析鉴定出的OsAGPL3基因与淀粉相关性状进行关联分析,结果如下:(1)通过对269份粳稻品种淀粉相关性状测定显示,糊化温度的变异系数相对较小,而直链淀粉含量、支链淀粉含量和胶稠度的变异系数较大,变化幅度呈现出:糊化温度<直链淀粉含量<支链淀粉含量<胶稠度。(2)对269份粳稻品种淀粉相关性状进行相关分析表明,直链淀粉含量与支链淀粉含量呈极显著负相关,与胶稠度呈显著负相关,与糊化温度呈极显著正相关;支链淀粉含量与胶稠度呈显著正相关,与糊化温度呈显著负相关;胶稠度与糊化温度呈极显著负相关。(3)利用Structure 2.3.4软件进行群体结构分析,按照K=3将269份材料分为3个亚群(P1、P2、P3),其中,P1亚群有123份材料,P2亚群有74份材料,P3亚群有15份材料,其余57份材料为混合群。(4)利用TASSEL 3.0软件的GLM模型,共检测到43个SSR标记分别与淀粉相关性状显著关联,贡献率变化范围为4.93%~16.37%;利用MLM模型,共检测到29个标记与淀粉相关性状显著关联,贡献率变异范围为1.94%~9.81%。其中,SSR标记RM19170在GLM模型中分别与AAC、APC、CC和GT显著关联,在MLM模型中分别与AAC和APC显著关联。利用Rice Genome Annotation Project网站进行搜索,发现该标记位点的位置与OsAGPL3基因重叠。(5)在269份水稻材料中选取具有广泛代表性的77份材料,将77份材料中的OsAGPL3进行测序。多态性分析表明,在OsAGPL3的编码区和非编码区内共发现200个SNP和44个InDel,LD衰减距离为1260bp(R~2=0.1)。(6)利用Structure 2.3.4软件进行群体结构分析,按照K=3将该77份水稻群体分为3个亚群,第一个亚群含有44个品种,第二个亚群含有16个品种,第三个亚群有17个品种。(7)利用TASSEL 5.0软件的一般线性模型,发现在OsAGPL3中有11个SNP与直链淀粉含量、支链淀粉含量和胶稠度显著关联,其中有5个位点引起了氨基酸的改变,并分成12种单体型。