揚州大學農(nóng)學院劉巧泉教授研究團隊在國家杰出青年科學基金和國家重點研發(fā)計劃等項目資助下，成功克隆了控制稻米蒸煮與食味品質(zhì)最重要基因——蠟質(zhì)基因（Waxy, Wx）的祖先等位基因Wxlv，并闡明了栽培稻中不同Wx等位基因間的進化關(guān)系，為稻米蒸煮與食味品質(zhì)改良提供了重要的基因資源和技術(shù)支撐。相關(guān)研究成果近日已在《分子植物》在線發(fā)表。
“水稻是我國最重要的糧食作物，也是一種古老的多型性作物。人類栽培水稻已有近一萬年歷史，在不同地域、不同生態(tài)環(huán)境條件下經(jīng)過長期的演變和分化，形成的品種類型極為豐富，它們在品質(zhì)性狀上所表現(xiàn)出的變異也極為復雜。”劉巧泉說，直鏈淀粉含量是衡量稻米品質(zhì)，尤其是稻米蒸煮與食味品質(zhì)的最重要指標，而直鏈淀粉是由Wx基因編碼的淀粉顆粒結(jié)合淀粉合成酶催化合成的。在栽培稻中已克隆了多個Wx復等位基因，并已被廣泛應用，但這些等位基因間的演變和分化關(guān)系并不明確。
據(jù)了解，劉巧泉研究團隊通過近二十年的努力，從一個地方秈稻品種中圖位克隆了Wx的一個特異等位基因Wxlv。攜帶Wxlv的稻米中含有更多中短分子量的直鏈淀粉，表現(xiàn)為高直鏈淀粉含量和低淀粉粘滯特性，米飯口感和食味較差。該團隊還研究發(fā)現(xiàn)，在具中低直鏈淀粉含量的Wx等位基因中引入該功能位點，可用于優(yōu)良食味稻米的培育。
劉巧泉介紹，團隊通過群體遺傳學和分子進化分析，證明Wxlv與野生稻中Wx基因序列及功能基本一致，在進化中屬于祖先基因。栽培稻中的秋稻和少數(shù)秈稻品種中含有Wxlv等位基因，而栽培稻中其他Wx等位變異類型都是從其進化或人工選擇而來。有趣的是，這些等位基因具有明顯的優(yōu)勢地理分布區(qū)域，說明人工選擇在該基因的演化過程中發(fā)揮了重要作用。
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