[发明专利]一种提高水稻香味物质含量的基因真核重组质粒及应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域。特别涉及一种提高水稻香味的基因重组质粒及其在水稻香味品质改良中的应用。

背景技术

优质香米以其清香可口、营养价值丰富等特点深得消费者喜爱。育种家早已将稻米香味作为一项重要的选育指标；对其香味成份的代谢与生化途径的研究也是从事基础研究的学者们探索的重要课题（Buttery等，1983，Cooked rice aroma and 2-acetyl-1-pyrroline. J Agric Food Chem；Bhattacharjee等，2002，Basmatirice: A review. Int J Food Sci Technol)。在蒸煮的香米中可以检测到114种挥发性成分，其主要的香味物质是2-乙酰基-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline，2AP)（Yajima等，1978，Volatile ?avor components of cooked rice kaorimai: scented rice. J Agric Bio Chem）。遗传分析表明水稻中主要米香物质2AP的积累受位于水稻第八染色体上一对隐性基因控制（Berner等，1986，Inheritance of scent in American long grain rice. Crop Sci；Jin等，2003，A single nucleotide polymorphism (SNP) marker linked to the fragrance gene in rice. Plant Sci）。精细定位揭示该基因位点编码水稻甜菜碱醛脱氢酶的一个同源基因（betaine aldehyde dehydrogenase，OsBADH2)（Bradbury等，2005，The gene for fragrance in rice. Plant Biotechnol J）。在香稻品种中检测到的2AP含量明显高于非香稻品种，其主要原因是香稻品种中OsBADH2位点的自然突变引起基因功能缺失，从而加强了2AP的积累（Bradbury等，2005，The gene for fragrance in rice. Plant Biotechnol J）。利用RNA干扰技术下调OsBADH2的表达也使非香稻品种产生明显的香味物质2AP的积累（Niu等，2008， RNAi-directed downregulation of OsBADH2 results in aroma (2-acetyl-1-pyrroline) production in rice. BMC Plant Biol）。应用转基因技术在香稻品种中表达正常功能的OsBADH2显著降低2AP含量，表明OsBADH2通过消耗2AP的合成前体而抑制2AP的合成（Chen 等，2008，Badh2, Encoding Betaine Aldehyde Dehydrogenase, Inhibits the Biosynthesis of 2-Acetyl-1-Pyrroline, a Major Component in Rice Fragrance. Plant Cell）。可见，OsBADH2基因是水稻2AP合成代谢的关键基因，但2AP代谢的生化途径还不清楚。