水稻蜡质基因Wx的突变基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻蜡质基因Wx的突变基因及其应用，所述突变基因的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。本发明专利技术发现水稻蜡质基因Wx第9个外显子第202位的T

【技术实现步骤摘要】
水稻蜡质基因Wx的突变基因及其应用


[0001]本专利技术属于分子遗传学
，更具体地说，本专利技术涉及一种水稻蜡质基因Wx的突变基因及其应用。

技术介绍

[0002]水稻蜡质基因Wx编码结合态淀粉合成酶(Granule
‑
Bound Starch Synthase,GBSS)，该酶催化合成直链淀粉，影响水稻直链淀粉含量(Amylose content,AC)，是决定直链淀粉含量的主效基因。
[0003]抗性淀粉(Resistant Starch，RS)最初由Englyst等(1982)提出，在人体的小肠中不被吸收，可降低餐后血糖水平，增加饱腹感，满足糖尿病人食用米饭的愿望，降低肥胖风险，提升2型糖尿病患者的胰岛素敏感性、防止慢性肾病(Kieffer et al.,2016；Bindels et al.,2017；Emilien et al.，2017)。食用大米中有近80％的成分都是淀粉，但大多数水稻品种的RS含量低于3％(Yang et al.,2006；Hu et al.,2004)，高RS品种匮乏。因此，培育高RS水稻品种具有重要的应用价值。
[0004]研究表明，RS与直链淀粉的比例呈正相关(Cai et al.,2015；Lin et al.,2016；Chen et al.,2017；Xia et al.2018)，水稻的蜡质基因Wx和RS含量间存在显著的相关性(Cai et al.,2015；Lin et al.,2016；Chen et al.,2017；Xia et al.2018)，是调控RS含量的主效基因，也是决定不同水稻品种间RS含量的主效基因(Raben et al.,1994；Fitzgerald et al.,2011)。
[0005]Bao等(2017)通过全基因组关联分析，得到与水稻RS相关的4个候选基因都是与直链淀粉和支链淀粉合成有关的基因：Wx、SSⅡa、ISA1和AGPS1。水稻SBE3基因通过引入分支来促进支链淀粉的合成，研究发现，SBE3基因单碱基的突变，使得第599位的亮氨酸转变为脯氨酸，RS含量由0.41％提高至11.67％(Yang et al.,2012)。Zhou等(2016)发现SSⅢa基因突变后显著提高了水稻中RS的含量，其对RS的调控依赖于Wx基因的高表达。
[0006]Wx
a
基因是籼稻中最普遍的等位基因，这类品种具有较高的直链淀粉(成太辉和杨武,2017)，而Wx
a
基因第10外显子的C/T位点决定了稻米胶稠度和软硬(Tran et al.,2011)。
[0007]高RS水稻品种的培育不可避免的要对大量中间材料进行RS含量的测定筛选，但目前RS含量主要是化学测定方法，测定步骤繁琐、效率低，测定成本高、重复性差。如果能够开发出跟目标性状紧密连锁的分子标记，应用于杂交后代中高RS含量单株的筛选，将极大地提高育种效率。
[0008]基于表型选择的常规育种方法存在选择效率低和育种周期长等缺点，迫切需要注入现代分子技术手段，辅之于高效率地基因型定向选择，才能快速高效地培育出优异水稻新品种。随着分子生物学和基因组学的迅速发展，分子标记技术的应用更加广泛。基于PCR的分子标记如微卫星或SSR(simple sequence repeat)等具有多态率高、相对稳定、检测方法简便快速及易于操作等特点而被广泛的应用。由于分子标记辅助选择不易受环境因素影
NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.9和SEQ ID NO.10为引物，进行PCR扩增；
[0023](2)、核酸电泳检测扩增产物的谱带，鉴定水稻蜡质基因Wx第9个外显子第202位处是否具有T
→
C的碱基突变。
[0024]本专利技术还提供了一种筛选高抗性淀粉含量的水稻的方法，所述方法包括以下步骤：
[0025](1)、以待筛选水稻的基因组DNA为模板，SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4为引物，进行PCR扩增；
[0026](2)、对PCR扩增产物进行测序，检测水稻蜡质基因Wx第9个外显子第202位处是否具有T
→
C的碱基突变。
[0027]在其中一些实施例中，步骤(2)中还包括检测扩增产物中水稻蜡质基因Wx第10个外显子的第115位处是否具有C
→
T的碱基突变，或扩增产物的氨基酸序列第415位是否具有脯氨酸
→
丝氨酸的氨基酸突变，可以据此筛选出适口性较好的高抗性淀粉含量水稻品种。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]1、本申请的专利技术人通过大量的实验证明，水稻蜡质基因Wx第9个外显子第202位的T
→
C的碱基突变，会使水稻中抗性淀粉的含量提高，因此，水稻蜡质基因Wx的突变基因是与高抗性淀粉含量密切相关的基因；根据该突变基因的突变位点，以扩增受阻为原理设计引物对，再对水稻基因组DNA进行扩增，通过核酸电泳，即可有效地检测水稻品种是否为高抗性淀粉含量的水稻品种，并且能够对幼苗期水稻的基因型进行快速鉴定，从而可以有选择性地移栽，大大提高了高抗性淀粉含量的水稻品种的选择效率，加速育种进程。
[0030]2、本专利技术的筛选高抗性淀粉含量的水稻的方法，步骤简单快捷、稳定性可靠、准确率高、重复性好，适用于抗性淀粉分子标记辅助育种，可以省去复杂的抗性淀粉含量测定过程，节省育种成本。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例1不同的水稻品种中水稻蜡质基因Wx第9个外显子处的核苷酸序列，其中黑色背景表示相同的核苷酸序列，灰色背景表示第202位处具有T
→
C的碱基突变。
[0032]图2为本专利技术实施例1水稻蜡质基因Wx第10个外显子处的核苷酸序列，其中黑色背景表示不同的水稻品种间相同的核苷酸序列，灰色背景表示第115位处具有C
→
T的碱基突变。
[0033]图3为本专利技术实施例2中使用引物组W9
‑
IF1、W9
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IR1、W9
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OF1、W9
‑
OR1对部分单株水稻基因组DNA进行扩增后的核酸电泳检测结果。
[0034]图4为本专利技术实施例2中使用引物组W9
‑
IF1、W9
‑
IR1、W9
‑
OF2、W9
‑
OR2对部分单株水稻基因组DNA进行扩增后的核酸电泳检测结果。
具体实施方式
[0035]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术公开内容的理解更加透彻全面。
[0036]除非另有定义，本专利技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻蜡质基因Wx的突变基因，其特征在于，所述突变基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.一种水稻蜡质基因Wx的突变基因的编码蛋白，其特征在于，所述编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.权利要求1所述的突变基因或权利要求2所述的突变基因的编码蛋白在筛选高抗性淀粉含量的水稻中的应用。4.一种筛选高抗性淀粉含量的水稻的引物对，其特征在于，所述引物对包括核苷酸序列如SEQ ID NO.5～SEQ ID NO.8所示的引物。5.一种筛选高抗性淀粉含量的水稻的引物对，其特征在于，所述引物对包括核苷酸序列如SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.9和SEQ ID NO.10所示的引物。6.一种筛选高抗性淀粉含量的水稻的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括权利要求4所示的引物对，或所述试剂盒包括权利要求5所示的引物对。7.根据权利要求6所述的筛选高抗性淀粉含量的水稻的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒还包括Taq DNA聚合酶、PCR缓冲体系和dNTP。8.一种筛选高抗性淀粉含量的水稻的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳杰，李贤勇，王楚桃，刘剑飞，何永歆，朱子超，黄乾龙，管玉圣，蒋刚，熊英，
申请(专利权)人：重庆市农业科学院，
类型：发明
国别省市：