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稻米中直鏈淀粉含量是衡量稻米品質的最重要指標,而直鏈淀粉是由蠟質基因(Waxy,Wx)編碼的淀粉顆粒結合淀粉合成酶催化合成的。截止目前,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系并不明確。
近日,揚州大學農學院劉巧泉教授研究團隊成功從某地的秈稻品種中圖位克隆出了Wx基因的特異等位基因 Wxlv。研究發現,攜帶Wxlv的稻米中含有更多中短分子量的直鏈淀粉,表現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。然而在具中低直鏈淀粉含量的 Wx 等位基因中引入該功能位點,可用于優良食味稻米的培育。
通過群體遺傳學和分子進化分析,證明了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秈稻品種中含有Wxlv等位基因,而其他 Wx 等位變異類型都是進化或人工選擇而來。有趣的是,這些等位基因具有明顯的地理區域分布,說明人工選擇在該基因的演化過程中發揮了重要作用。
該研究成功克隆了水稻Wx基因的祖先等位基因Wxlv,闡明了栽培稻中不同Wx等位基因間的進化關系。研究結果為稻米蒸煮與食味品質改良提供了重要的基因資源和技術支撐。
原文網址: https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(19)30197-2