利用单片段代换系鉴定水稻抗性淀粉相关基因

[目的]发掘稻米淀粉合成相关基因SBEIIb、SSIIa和ISA1 的高抗性淀粉等位基因.[方法]利用分子标记筛选携带SBEIIb、SSIIa或ISA1 的单片段代换系(Single segment substitution lines,SSSLs),利用改良的AOAC法测定SSSLs材料的抗性淀粉含量(w),通过Sanger测序分析不同SSSLs的SBEIIb、SSIIa和ISA1 基因序列,结合基因型和表型连锁分析,鉴定影响抗性淀粉含量的等位基因.[结果]SBEIIb编码区的 1 个SNP(Ex4-96G/A)引起 1 个氨基酸的替换(196-Arg/His),从而产生 2 种等位基因SBEIIb-1 和SBEIIb-2.其中,SBEIIb-1 的Ex4-96G 导致第 196 位氨基酸为 Arg,表现为高抗性淀粉含量,为 1.72%.SSIIa 第 8 外显子的 2 个SNPs(Ex8-334G/A和Ex8-865C/T)引起 2 个氨基酸替换(604-Gly/Ser和 781-Leu/Phe),从而产生 3 种等位基因SSIIa-1、SSIIa-2 和SSIIa-3.其中,SSIIa-1 的Ex8-334G和Ex8-865C导致第 604 和 781 位氨基酸为Gly和Leu,表现为高抗性淀粉含量,为 3.37%.ISA1 编码区序列的 1 个Indel(AGG/---)和 1 个SNP(Ex17-117C/T)导致第70 位氨基酸Glu缺失和第 717 位氨基酸由Thr变为Met,从而产生 3 种等位基因ISA1-1、ISA1-2 和ISA1-3.其中,ISA1-1 编码区的AGG插入和Ex17-117C导致第 70 和 717 位氨基酸为Glu和Thr,表现为高抗性淀粉含量,为 2.09%.[结论]SBEIIb、SSIIa和ISA1 是影响水稻抗性淀粉形成的重要基因,这 3 个基因编码区的SNPs和Indels引起了氨基酸的改变,继而影响了抗性淀粉的含量,鉴定到了 3 个高抗性淀粉含量的等位基因SBEIIb-1、SSIIa-1和ISA1-1.