稻米淀粉RVA譜特征值與直鏈淀粉、蛋白含量的相關(guān)性及QTL定位分析

張杰鄭蕾娜蔡躍 尤小滿 孔飛 汪國(guó)湘 燕海剛 金潔 王亮 張文偉江玲

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省植物基因工程技術(shù)研究中心,南京210095;＃共同第一作者;?通訊聯(lián)系人,E-mail:zhangww＠njau．edu．cn)

稻米淀粉RVA譜特征值與直鏈淀粉、蛋白含量的相關(guān)性及QTL定位分析

張杰＃鄭蕾娜＃蔡躍 尤小滿 孔飛 汪國(guó)湘 燕海剛 金潔 王亮 張文偉?江玲

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省植物基因工程技術(shù)研究中心,南京210095;＃共同第一作者;?通訊聯(lián)系人,E-mail:zhangww＠njau．edu．cn)

【目的】檢測(cè)到新的控制稻米品質(zhì)性狀相關(guān)的QTL并分析各性狀間的相關(guān)性,為了解控制水稻品質(zhì)的遺傳機(jī)理和培育優(yōu)質(zhì)水稻品種奠定基礎(chǔ)?！痉椒ā坷肧asanishiki×Habataki回交重組自交系(backcross inbred lines,BILs)群體在兩個(gè)環(huán)境下種植的結(jié)果,檢測(cè)與稻米直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量及RVA譜特征值相關(guān)的加性QTL?！窘Y(jié)果】表型分析結(jié)果顯示, Habataki的蛋白含量明顯高于Sasanishiki;而除消減值以外其余的稻米品質(zhì)性狀指標(biāo),Sasanishiki均高于Habataki。利用BIL群體共檢測(cè)到加性QTL 42個(gè),其中10個(gè)QTL位點(diǎn)在2個(gè)環(huán)境中均能被檢測(cè)到,即qPC8、q AC4、q AC10、qPKV2、qPKV7、q HPV7、qCPV1、qBDV4、qBDV7、qSBV7,且qCPV1、qBDV4、qPKV7、q HPV7和qAC10等5個(gè)QTL尚未見(jiàn)報(bào)道。同時(shí),我們還利用Sasanishiki×Habataki染色體片斷置換系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)驗(yàn)證了10個(gè)穩(wěn)定表達(dá)的QTL位點(diǎn)?！窘Y(jié)論】稻米R(shí)VA譜特征值與直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量之間呈現(xiàn)一定相關(guān)性,且控制不同品質(zhì)性狀的QTL之間具有共定位現(xiàn)象。

水稻;稻米品質(zhì);數(shù)量性狀基因座;回交重組自交系;染色體片段置換系

隨著生活水平的不斷提高,人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來(lái)越高,改良稻米品質(zhì)已經(jīng)成為育種家們追求的重要育種目標(biāo)。稻米的品質(zhì)性狀包括碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮與食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),其中以外觀品質(zhì)及與食味相關(guān)的理化性狀尤為重要[1]。直鏈淀粉含量是決定稻米蒸煮食味品質(zhì)的重要因素[2]。此外,淀粉RVA譜特征值與蒸煮食味品質(zhì)間具有很高的相關(guān)性,可以作為評(píng)價(jià)粳米蒸煮食味品質(zhì)優(yōu)劣的首選指標(biāo)[3],并且可望取代目前較為繁瑣的蒸煮食用品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法[4]。蛋白質(zhì)在稻米中含量?jī)H次于淀粉,是衡量稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo),并且影響水稻的蒸煮食味品質(zhì)[5]。因此,綜合考查稻米直鏈淀粉含量、RVA譜特征值及蛋白質(zhì)含量等品質(zhì)指標(biāo),有助于對(duì)稻米品質(zhì)的優(yōu)劣進(jìn)行全面考量。

稻米品質(zhì)性狀的遺傳組成較為復(fù)雜,既受主效基因作用,又受微效基因影響[6],同時(shí)還受到基因型與環(huán)境互作效應(yīng)的影響[2]。目前利用DH(double haploid)、RIL(recombinant inbred lines)等初級(jí)分離群體已檢測(cè)到多個(gè)控制水稻直鏈淀粉含量、RVA譜和蛋白質(zhì)含量的QTL[7-12]。此外,利用染色體片段置換系(CSSLs),翁建鋒等[13]、楊亞春等[14]、張昌泉等[15]也檢測(cè)到多個(gè)與稻米品質(zhì)性狀相關(guān)的QTL。為了深入研究稻米品質(zhì)性狀的遺傳機(jī)制,以期挖掘出優(yōu)質(zhì)的基因資源,本研究利用Sasanishiki/ Habataki回交重組自交系(BILs)在2個(gè)環(huán)境下種植的結(jié)果,對(duì)RVA譜特征值與直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量進(jìn)行相關(guān)性分析,同時(shí)檢測(cè)與RVA譜特征值、直鏈淀粉及蛋白含量相關(guān)的加性QTL,并在2個(gè)環(huán)境下利用染色體片段置換系驗(yàn)證了相關(guān)QTL的穩(wěn)定性,這為優(yōu)質(zhì)水稻蒸煮食味品質(zhì)分子標(biāo)記輔助育種奠定了基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料

Sasanishiki×Habataki BIL群體是采用單粒傳法獲得的85個(gè)BC2F5株系;Sasanishiki作為遺傳背景的CSSL群體,含有39個(gè)具有供體Habataki染色體片段的純合置換系,即SL401～SL439[16]。這兩個(gè)群體及其分子數(shù)據(jù)由日本農(nóng)業(yè)生物資源研究所Yano博士提供。

1．2 田間實(shí)驗(yàn)

Sasanishiki(粳)、Habataki(秈)及其BIL、CSSL群體于夏季種植在江蘇南京土橋?qū)嶒?yàn)基地和江蘇省金湖縣。親本及其群體的各個(gè)株系分別種植10行,重復(fù)2次;成熟后,每個(gè)株系混合收種,正常晾曬至含水量為14．0%,室溫下保存3個(gè)月,出糙米、精米,磨米粉用于品質(zhì)性狀的測(cè)定。

1．3 蛋白質(zhì)含量(Protein content,PC)測(cè)定

準(zhǔn)確稱量1．0000 g米粉,利用FOSS公司KJELTEC2300型全自動(dòng)凱氏定氮儀,按半微量凱氏法測(cè)定糙米粉全氮含量,蛋白質(zhì)含量按系數(shù)6．25換算。每份樣品重復(fù)測(cè)定2次,取其平均值。

1．4 直鏈淀粉含量(Amylose content,AC)測(cè)定

直鏈淀粉含量的測(cè)定按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15683-1995的方法進(jìn)行,參比樣品購(gòu)自中國(guó)水稻研究所。

1．5 RVA譜(RVA profile)的測(cè)定

稻米淀粉RVA譜采用德國(guó)Brabender儀器公司生產(chǎn)的Micro-Visco-Amylo-Graph黏度速測(cè)儀測(cè)定,用Brabender Windows Software配套軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。根據(jù)1998年美國(guó)谷物化學(xué)協(xié)會(huì)年會(huì)上發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程[17],含水量為14．0%時(shí),米粉樣品量為10．0 g,加入蒸餾水量為100．0 m L。具體加熱過(guò)程如下:30℃時(shí)開始,以7．5℃/min的速度上升到93℃(8 min 24 s),93℃下保持5 min,再以7．5℃/min的速度下降到55℃(5 min 4 s),55℃下保持1 min。攪拌器以250 r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定2次,取重復(fù)的平均值為性狀表型值(單位:Brabender Units,BU)。包括5個(gè)一級(jí)數(shù)據(jù),即峰值黏度(peak viscosity,PKV)、熱漿黏度(hot paste viscosity,HPV)、冷膠黏度(cool paste viscosity,CPV)、峰值時(shí)間(peak time,Pe T)和糊化溫度(paste temperature,Pa T),以及3個(gè)二級(jí)數(shù)據(jù),即崩解值(breakdown viscosity,BDV)、消減值(setback viscosity,SBV)和回復(fù)值(consistence viscosity,CSV)。

1．6 統(tǒng)計(jì)分析

利用軟件SPSS 13．0對(duì)稻米品質(zhì)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析。

QTL定位采用Win QTL Cartograph 2．0軟件[18]的復(fù)合區(qū)間作圖,以LOD值2．0為閾值,以此來(lái)檢測(cè)所有可能存在的QTL,計(jì)算每個(gè)QTL的貢獻(xiàn)率和加性效應(yīng)。QTL的命名遵循McCouch的原則[]。

利用兩組樣本等方差t-測(cè)驗(yàn)法分析稻米品質(zhì)加性QTL對(duì)應(yīng)的置換系相應(yīng)表現(xiàn)型在2個(gè)環(huán)境中與背景親本Sasanishiki之間的差異顯著性,如果在2種環(huán)境中的差異都顯著,說(shuō)明該QTL控制相應(yīng)性狀的功能顯著且表達(dá)穩(wěn)定。

表1 BIL群體及其親本的品質(zhì)性狀在兩個(gè)環(huán)境中的表型變異Table 1．Descriptive statistics of the rice quality traits(parameters)in parents and BIL population in two environments．

2 結(jié)果與分析

2．1 BIL群體及親本品質(zhì)性狀的表型變異

Sasanishiki×Habataki BIL群體及其親本蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量和RVA譜7個(gè)特征值在兩個(gè)環(huán)境中的表型變異見(jiàn)表1。Habataki在蛋白質(zhì)含量上表現(xiàn)為高值親本,而Sasanishiki在除消減值以外的其他性狀上均表現(xiàn)為高值親本。除蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量和峰值時(shí)間在2種環(huán)境下變異幅度較小,其余6項(xiàng)受環(huán)境影響較大(表1)。此外,蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量、峰值黏度、回復(fù)值、崩解值、峰值時(shí)間、消減值這7個(gè)性狀呈現(xiàn)雙向超親分離,而熱漿黏度、冷膠黏度的雙向超親分離現(xiàn)象不能在兩個(gè)環(huán)境中重復(fù)出現(xiàn)。

2．2 各品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量與RVA譜特征值之間的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。

直鏈淀粉含量與峰值黏度、熱漿黏度、崩解值在至少一種環(huán)境中呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān),而與冷膠黏度、消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間在至少一種環(huán)境下呈顯著或極顯著正相關(guān)。蛋白質(zhì)含量與熱漿黏度、冷膠黏度、崩解值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。此外, RVA譜7個(gè)特征值之間的相關(guān)性較高。這說(shuō)明水稻品質(zhì)性狀間是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的。雖然稻米品質(zhì)性狀受環(huán)境影響較大,但在2個(gè)環(huán)境中稻米品質(zhì)性狀間的相關(guān)性基本一致,表明水稻品質(zhì)性狀受遺傳主效位點(diǎn)控制。

2．3 稻米品質(zhì)性狀的QTL定位

結(jié)合重組自交系的表型值、基因型以及構(gòu)建好的連鎖圖譜,采用復(fù)合區(qū)間作圖方法,對(duì)2個(gè)不同生態(tài)地點(diǎn)的Sasanishiki×Habataki BIL群體的稻米品質(zhì)性狀進(jìn)行QTL分析,共定位到42個(gè)加性QTL (表3,圖1),其加性效應(yīng)貢獻(xiàn)率為7．70%～29．11%。其中3個(gè)QTL與直鏈淀粉含量相關(guān),5個(gè)QTL與蛋白質(zhì)含量相關(guān),34個(gè)與RVA譜特征值相關(guān),分布在1、2、3、4、5、7、8、9、10、12等10條染色體上(表3)。然而多數(shù)位點(diǎn)只能在單一的環(huán)境中被檢測(cè)到,只有10個(gè)位點(diǎn),即q PC8、q AC4、q AC10、q PKV2、q PKV7、q HPV7、qCPV1、q BDV4、qBDV7、qSBV7在2個(gè)環(huán)境中均能被檢測(cè)到。

在第1、2染色體上都分別檢測(cè)到了6個(gè)QTL,貢獻(xiàn)率為8．86%～22．34%,其中只有qCPV1、q PKV2在2個(gè)環(huán)境下均能被檢測(cè)到,且在第1染色體上檢測(cè)到了2個(gè)控制峰值時(shí)間的QTL。位于第3染色體上的2個(gè)QTL只能在單一環(huán)境中被檢測(cè)到,且其加性效應(yīng)貢獻(xiàn)率都小于10%,屬于微效基因。第4、12染色體上分別存在3個(gè)控制稻米品質(zhì)性狀相關(guān)的QTL,但僅第4染色體上的q AC4、qBDV4可穩(wěn)定存在。第5、10染色體上各檢測(cè)到了4個(gè)QTL,除在2個(gè)環(huán)境中均能檢測(cè)到的q AC10貢獻(xiàn)率較高,達(dá)到16%,其余的QTL只能在單一環(huán)境下被檢測(cè)到,并且貢獻(xiàn)率都在10%左右。第9染色體上也檢測(cè)到了4個(gè)QTL,其中qBDV9、qSBV9貢獻(xiàn)率較高,分別為22．47%、29．11%。在第7染色體上檢測(cè)到的5個(gè)QTL中,4個(gè)能夠穩(wěn)定在不同環(huán)境下存在,并且都位于R2829-R2401標(biāo)記區(qū)間。而位于第8染色體上的5個(gè)QTL中,只有q PC8可以在2個(gè)環(huán)境下被檢測(cè)到。此外,能夠穩(wěn)定存在的10個(gè)QTL中的q AC4、q AC10和qSBV7的增效等位基因來(lái)自于Habataki,其余7個(gè)QTL的增效等位基因均來(lái)自Sasanishiki。

表2 BIL群體及其親本的品質(zhì)性狀在兩種環(huán)境中的相關(guān)系數(shù)Table 2．Coefficients of pairwise correlations of the rice quality traits in a BIL population observed in two environments．

同時(shí),控制不同品質(zhì)性狀的QTL位點(diǎn)存在共定位的現(xiàn)象。q PC8和qBDV8、qCPV8以及q Pe T8所處區(qū)間一致;在第12染色體C1336-R367區(qū)間檢測(cè)到了同時(shí)控制蛋白質(zhì)含量和消減值的QTL; q AC5與q BDV5均定位于第5染色體R3166-R708區(qū)間,并且標(biāo)記R708為qCSV5、qSBV5共用;在第10染色體上也檢測(cè)到同時(shí)控制直鏈淀粉含量和峰值黏度的QTL。此外,控制RVA譜特征值相關(guān)的QTL也存在共定位的現(xiàn)象。qCSV1和q Pe T1均位于R1613-S1778區(qū)間,且與qCPV1相鄰;在第2染色體G1340-C499區(qū)間,檢測(cè)到控制不同RVA指標(biāo)的多個(gè)QTL,包括q PKV2、qCPV2、q PBDV2、qSBV2以及qCSV2;第7染色體標(biāo)記R2829-R2401區(qū)間,也檢測(cè)到多個(gè)控制RVA譜特征值的QTL,包括q PKV7、q HPV7、q BDV7、qSBV7以及qCSV7,組成一個(gè)基因簇;第9染色體G36-R1164區(qū)間檢測(cè)到控制崩解值和消減值的QTL,并且與控制冷膠黏度的qCPV8位置鄰近,共用標(biāo)記為G36;q BDV10和qSBV10都位于S2083 -R2174區(qū)間。這些QTL位點(diǎn)的共定位現(xiàn)象說(shuō)明控制不同稻米品質(zhì)性狀的基因座緊密連鎖。

2．4 QTL的穩(wěn)定性分析

本研究檢測(cè)到多個(gè)品質(zhì)性狀QTL(圖1),但大多數(shù)只能在單個(gè)環(huán)境中被檢測(cè)到。為了驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果的可靠性,利用以Sasanishiki為遺傳背景構(gòu)建的染色體置換系(CSSL)群體,對(duì)兩個(gè)環(huán)境中均能被檢測(cè)到的1 0個(gè)QTL,即q PC8、q AC 4、q AC1 0、q PKV2、q PKV7、q HPV7、qCPV1、q BDV4、q BDV7和qSBV7,進(jìn)行驗(yàn)證。利用兩組樣本等方差t-測(cè)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),Sasanishiki與相應(yīng)置換系的表型值差異在2個(gè)環(huán)境中都達(dá)到了顯著或極顯著水平(表4),說(shuō)明來(lái)自Habataki的等位基因能使背景親本的表型值發(fā)生顯著變化,且在2個(gè)環(huán)境中能穩(wěn)定表達(dá)。

表3 BIL群體中檢測(cè)到的控制稻米品質(zhì)的QTLTable 3．QTL affecting rice quality detected in Sasanishiki/Habataki BIL．

3 討論

本研究利用初級(jí)作圖群體(回交重組自交系)對(duì)品質(zhì)性狀QTL進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)依靠由共同背景親本衍生的染色體片段置換系作為次級(jí)分離群體來(lái)驗(yàn)證QTL檢測(cè)的結(jié)果,提高了定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。雖然本研究定位到多個(gè)與稻米品質(zhì)相關(guān)的QTL,但能夠在2種環(huán)境下同時(shí)檢測(cè)到的位點(diǎn)較少,說(shuō)明這些位點(diǎn)對(duì)環(huán)境敏感,受環(huán)境效應(yīng)的影響[20]。利用已發(fā)表的高密度標(biāo)記整合圖譜,并與前人定位到的QTL進(jìn)行比較[7-15,21-26]。孫亞偉[21]和彭軍成[22]利用Sasanishiki×Habataki CSSL群體均檢測(cè)到了一個(gè)控制蛋白含量的q PC-1-1,其所在區(qū)間包含本研究中定位的q PC1,并且q PC1的定位區(qū)間與Leng等[12]存在部分重疊。孫亞偉[21]利用該CSSL群體檢測(cè)到的另一個(gè)控制蛋白含量的位點(diǎn)qPC12．1與本研究中的qPC12．2的定位區(qū)間存在部分重疊。此外,本研究中在2個(gè)環(huán)境下均能檢測(cè)到的qPC8所在區(qū)間與孫亞偉等[21]檢測(cè)到的q PC-8-1不同,但與翁建峰等[13]利用Asominori×IR24 CSSL群體檢測(cè)到的穩(wěn)定QTL q PC8,定位在同一區(qū)間。同時(shí),位于第12染色體的q PC12．1也與翁建峰等[13]定位在同一位點(diǎn);q AC4與Lanceras等[9]定位在相近位點(diǎn);qPKV3、q HPV2、qCPV9與邵昕等[25]定位在同一位點(diǎn),而qBDV1與邵昕等[25]定位在相近位點(diǎn); q PKV10、qSBV10與楊亞春等[14]定位在同一位點(diǎn),而q PeT1．1、qCSV7、qCPV8與楊亞春等[14]定位在相近位點(diǎn);q PKV2、qBDV7、qCPV2與張巧鳳等[11]定位在同一位點(diǎn),而qPKV4、qCSV2與張巧鳳等[11]定位在相近位點(diǎn);qPKV4、qSBV9、qBDV9與Cho等[26]定位在同一位點(diǎn)。此外,張昌泉等[15]在第7染色體上檢測(cè)到了一個(gè)范圍較大控制消減值的位點(diǎn)qSBV7．1,其區(qū)間包含本研究中的qSBV7位點(diǎn)。位于水稻第6染色體上的Wx是控制水稻直鏈淀粉含量的主要基因[27],然而我們并未在Wx基因附近定位到控制AC的QTL,這可能是由于本研究使用的群體材料親本(Sasanishiki和Habataki)是直鏈淀粉含量相似的品種,這與吳長(zhǎng)明等[8]、Bao等[10]、

翁建峰等[13]、邵昕等[25]的報(bào)道相似。此外,在2個(gè)環(huán)境中均能檢測(cè)到的5個(gè)QTL位點(diǎn),即qCPV1、qBDV4、qPKV7、q HPV7、qAC10,分別位于第1、4、7、10染色體上,尚未見(jiàn)報(bào)道,我們可以通過(guò)構(gòu)建它們的近等基因系進(jìn)行精細(xì)定位和圖位克隆,為分子設(shè)計(jì)育種改良稻米品質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

表4 稻米品質(zhì)性狀QTL對(duì)應(yīng)置換系與背景親本Sasanishiki在2個(gè)環(huán)境中的表型差異Table 4．Phenotypic differences between genetic background parent Sasanishiki and target CSSLs carrying rice quality traits QTLs across two environments．

圖1 利用Sasanishiki/Habataki BIL群體在2個(gè)環(huán)境檢測(cè)到的品質(zhì)性狀QTL的染色體位置Fig．1．Locations of the identified QTL for rice grain quality using Sasanishiki/Habataki BIL population in two environments．

本研究發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量與崩解值之間存在顯著的負(fù)相關(guān)性,與Cho等[26]和Zheng等[28]結(jié)果一致。按照經(jīng)典數(shù)量遺傳學(xué)觀點(diǎn),性狀相關(guān)是“一因多效”或緊密連鎖的結(jié)果,因此本研究所檢測(cè)到的QTL成簇分布,如q PC8和qBDV8,以及q AC4、q AC5和qBDV4、q AC5(它們的加性效應(yīng)分別來(lái)自于不同親本),可視為這些性狀顯著相關(guān)的主要遺傳基礎(chǔ)。Cho等[26]、Liu等[29]也發(fā)現(xiàn)控制蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量與崩解值的QTL共定位的現(xiàn)象;另一方面,有關(guān)QTL的多效性,即處于同一區(qū)間的QTL同時(shí)對(duì)多個(gè)性狀產(chǎn)生作用,已有諸多報(bào)道[30-31]。同時(shí),我們還發(fā)現(xiàn)第2、7和8染色體G1340-C499、R2829-R2401和R2382-S14074區(qū)間,存在多個(gè)與RVA譜特征值相關(guān)的QTL,屬于一個(gè)基因簇,楊亞春等[14]也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象。這種控制RVA譜特征值的QTL簇,以及蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量與之共定位的QTL簇在以往的報(bào)道中也出現(xiàn)過(guò)[28]。然而,這種QTL多效性的產(chǎn)生究竟是由基因的一因多效,或者是由緊密連鎖的許多QTL的綜合效應(yīng)引起的,還需要通過(guò)構(gòu)建它們的近等基因系進(jìn)行精細(xì)定位和克隆,才能夠真正了解。此外,由于蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量較低、崩解值較大的稻米食味值較好[2,32],我們可以針對(duì)來(lái)源于優(yōu)質(zhì)親本的等位基因,結(jié)合分子標(biāo)記輔助來(lái)培育優(yōu)質(zhì)稻米。

謝辭:感謝農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游粳稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、長(zhǎng)江流域雜交水稻協(xié)同創(chuàng)新中心、江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)中心給予支持,謹(jǐn)致謝意。

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Correlation Analysis and QTL Mapping for Starch RVA Profile Properties and Amylose and Protein Contents in Rice

ZHANG Jie＃,ZHENG Leina＃,CAI Yue,YOU Xiaoman,KONG Fei,WANG Guoxiang,YAN Haigang, JIN Jie,WANG Liang,ZHANG Wenwei?,JIANG Ling
(State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement/Research Center of Jiangsu Plant Gene Engineering,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China;＃These authors contributed equally to this paper;?Corresponding author, E-mail:zhangww＠njau．edu．cn)

【Objective】The detection of new quantitative trait loci(QTLs)and the correlation analysis between different rice quality traits are used to dissect the genetic mechanism underlying rice quality and to breed high-quality rice varieties．【Method】The backcross inbred lines(BILs)of Sasanishiki×Habataki planted in two environments were used to detect additive QTLs for amylose content,protein content and RVA profiles．【Result】Phenotypic analysis showed the protein content of Habataki was higher than that of Sasanishiki while other rice quality parameters of Sasanishiki were generally higher than those of Habataki except the setback viscosity．A total of 42 additive QTLs were detected,and ten of them could be repeatedly detected in two environments,including q PC8,qAC4,q AC10,q PKV2,q PKV7, q HPV7,qCPV1,q BDV4,q BDV7 and qSBV7．Of them,qCPV1,q BDV4,q PKV7,q HPV7 and q AC10 had not been reported previously．Moreover,the environmental stability of 10 QTLs,was further confirmed across two different environments by chromosome segment substitution lines(CSSLs)．【Conclusion】Significant correlations were observed between RVA profiles and protein or amylose contents,and many QTLs affecting different quality traits were co-localized．

rice;grain quality;quantitative trait locus;backcross inbred lines;chromosome segment substitution lines

Q343．1+5;S511．032

A

1001-7216(2017)01-0031-09

2016-03-17;修改稿收到日期:2016-04-09。

國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)(2014ZX08001006);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31301296);國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2013BAD01B02-16);江蘇省科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(BE2014394)。