[发明专利]一种创制高粒重、低垩白、中等直链淀粉含量和低糊化温度水稻种质的方法

说明书

本发明公布了一种创制高粒重、低垩白、中等直链淀粉含量和低糊化温度水稻种质的方法。本发明明确了水稻粒重、粒长基因(gs3、GW5、GL7以及Lgy3)、直链淀粉含量基因(Wx)和糊化温度基因(ALK)的关键SNP变异位点，在此基础上开发了一套能鉴别不同粒型、直链淀粉含量和糊化温度的KASP标记。利用开发的KASP标记对现有品种进行基因型鉴定，在基因型分型的基础上，选择具有长粒、高粒重、中等直链淀粉含量以及低糊化温度的有利基因型品种进行杂交和回交，定向选择创制高粒重、低垩白率和低糊化温度温度的种质资源。

技术领域

本发明属于水稻育种领域，涉及一种创制高粒重、低垩白、中等直链淀粉含量和低糊化温度水稻种质的方法。

背景技术

稻米品质优劣直接影响稻米的商品流通与消费。稻米品质可分为外观品质和食味品质，随着现代生活水平的提高，消费者对高档优质稻米的需求日益加剧，高端稻米外观要求米粒细长、晶莹剔透、颗粒分明，在口感上要求柔软丝滑、香味浓郁。但是，目前市场上大多数主推品种主要存在两个主要问题：(1)稻米外观不够细长、垩白度以及垩白率偏高；(2)高端优质品种产量普遍偏低。因此，针对以上问题，开发影响稻米外观和食味品质的关键基因KASP标记对改良、选育优质高产品种具有重要意义。

粒型与稻米外观紧密相关。高档优质品种“稻花香”、“泰国香米”均为长粒型品种，相关研究表明，适当增加稻米的长宽比有助于降低垩白率和垩白度。目前已经克隆的粒型相关基因多达30个以上(Song et al.2007；Wang et al.2008；Li et al.2011；Sun etal.2013；Ishimaru et al.2013；Wang et al.2012；Xu et al.2015；Song et al.2015；Cheet al.2016；Mao et al.2010；Zhang et al.2012；Wang et al.2015；Qian et al.2018)，但是仅GS3、GS9、GW5、GL3、GL7、qLGY3报道显著影响稻谷的粒长和垩白度等。但是，米粒细长会对水稻产量会产生负向效应，造成“优质不高产”的现象。因此，如何利用粒型基因以及基因组合实现外观品质与产量的平衡是品种选育需要解决的关键问题。

水稻品种的直链淀粉含量和糊化温度是影响稻米食味品质的两个最主要因素。直链淀粉含量主要受基因Wx控制，不同复等位基因型(Wx^a、Wx^b、Wxⁱⁿ、Wx^mp、Wx^hp、Wx^mq)控制不同的直链淀粉含量，其中Wx^a的稻米直链淀粉含量在24％以上，米饭口感偏硬。而Wx^b直链淀粉含量则在15％～18％之间，米饭口感较软(Wang et al.1995)。Wxⁱⁿ直链淀粉含量一般在18％～22％(Mikami et al.,2008)，Wx^mp、Wx^hp、Wx^mq虽然具有较低直链淀粉含量(8％～10％)和偏软口感，但是低直链淀粉含量导致的稻米“云雾状”外观并不能被米加工企业和广大消费者青睐。因此，从晶莹剔透外观和软硬适中口感要求出发，利用中等直链淀粉含量(15％～18％)的Wx等位基因型(Wx^b、Wxⁱⁿ)改良现有品种是一种有效途径。此外，影响稻米食味品质的另外一个主效基因为控制糊化温度的ALK基因，低糊化温度的品种碱消值高，冷饭口感偏软(Zhang et al.,2011)。

综上所述，稻米外观品质和食味品质是由多基因控制的复杂性状，只有多基因聚合才能实现稻米外观和食味品质的同步改良。因此，开发一套能鉴别不同粒型、直链淀粉含量和糊化温度的KASP标记，并对现有种质中的粒型、直链淀粉含量、糊化温度基因进行分型，利用KASP标记高通量的优点，实现多个有利基因聚合，创制优质、高产的种质资源。

参考文献：