一个水稻粉质胚乳突变体的表型分析和基因定位

　　

摘要：

目的 水稻粉质胚乳突变体因淀粉或蛋白合成、积累异常呈现粉质不透明表型，是研究胚乳发育及调控网络的理想材料。本研究旨在解析粉质胚乳突变体M97的籽粒表型特征并定位其突变基因。 方法 采用扫描电镜、荧光辅助毛细管电泳、X射线粉末衍射仪和快速黏度分析仪等技术，分析M97的淀粉颗粒形态、链长分布及理化特性；通过MutMap方法结合SNP/Indel过滤进行突变基因定位。 结果 野生型Kitaake籽粒断面透明，M97胚乳中心粉质不透明、四周透明。M97的粒长、粒宽、粒厚显著小于野生型，导致百粒重下降。扫描电镜显示，M97胚乳中心淀粉颗粒疏松、间隙大，四周区域则与野生型相似，颗粒排列紧密呈规则多角形。与野生型相比，M97总淀粉含量显著降低，可溶性糖显著升高，表观直链淀粉显著降低。两者淀粉均为A型晶体，但M97相对结晶度显著升高；其淀粉膨胀势升高，水溶性显著降低，峰值黏度和崩解值升高，热浆黏度和终止黏度降低。MutMap将突变基因定位于2号染色体，M97中BT1基因第3外显子存在T到C的替换，导致第322位异亮氨酸变为苏氨酸。KASP标记检测证实该突变与粉质表型共分离。M97被替换的异亮氨酸在各物种BT1同源蛋白中高度保守。 结论 鉴定出BT1基因新等位突变体，明确单氨基酸替换对水稻胚乳形态和淀粉特性的影响，为解析BT1调控淀粉合成的分子机制奠定基础，也为稻米品质改良提供理论参考。