隨著人們生活水平的提高，稻米的品質(zhì)影響市場價值和農(nóng)民收入，已經(jīng)成為決定水稻生產(chǎn)的主要因素。中國科學(xué)家提出了超級綠色水稻的概念，目的是開發(fā)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的環(huán)境友好型水稻品種(Zhang 2007; Zhang et al. 2008)。精白米是大米作為一種商品的主要形式，其外觀和口感是消費者需要的最重要的特征。稻米的外觀主要由谷粒的形狀和透明度決定，而稻米食味品質(zhì)則包括表觀直鏈淀粉含量(AAC)、凝膠稠度(GC)、糊化溫度(GT)和粘度等理化性質(zhì)。闡明品質(zhì)性狀與口感的關(guān)系，解析其遺傳基礎(chǔ)，是實現(xiàn)超級稻育種目標的主要目標。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國家重點實驗室水稻團隊何予卿老師課題組在JIPB在線發(fā)表了題為“The origin of Wxla provides new insights into the improvement of grain quality in rice”。該研究發(fā)現(xiàn)Waxy是決定稻米食味品質(zhì)和食味值自然變異的主要基因，并且鑒定出一種具有透明外觀的軟米等位基因Wxla。Wxla來源于兩種已知等位基因的基因內(nèi)重組，其發(fā)現(xiàn)為Wx基因的進化和稻米品質(zhì)的改良提供了新的思路。

該研究通過對533個水稻品種的食味評分及相關(guān)食味品質(zhì)性狀的調(diào)查，探討了稻米食味與食味品質(zhì)的遺傳基礎(chǔ)關(guān)系。全基因組關(guān)聯(lián)分析表明，Wx基因是影響食味品質(zhì)和食味值的主要因素（圖1）。值得注意的是，一個新的Waxy (Wx)等位基因Wxla結(jié)合了Wxb和Wxin的兩個突變，表現(xiàn)出了獨特的表型。GBSSI活性的降低使Wxla大米具有透明的外觀和良好的食味品質(zhì)。單倍型分析表明，Wxla來源于基因內(nèi)重組。事實上，Wx基因座的重組率估計為3.34 kb/cM，比全基因組平均水平高出75倍，說明基因內(nèi)重組是Wx基因座多樣性的主要驅(qū)動因素（圖2）?；?/span>這些結(jié)果，我們提出了一個新的Wx進化網(wǎng)絡(luò)，并且發(fā)現(xiàn)通過基因型與不同的Wx等位基因雜交可以很容易地產(chǎn)生新的Wx等位基因。本研究為水稻Wx基因座的進化提供了新觀點，為水稻品質(zhì)的分子育種提供了新思路。

何予卿課題組近年來在稻米品質(zhì)自然變異遺傳基礎(chǔ)中取得了一系列進展，克隆了粒型主效基因GS5、第一個堊白主效基因Chalk5、第一個蛋白含量主效基因OsAAP6以及粒長主效基因GL3.3等(Li et al. 2011; Li et al. 2014; Peng et al. 2014; Xia et al. 2018)。這篇論文進一步揭示了稻米食味品質(zhì)自然變異的遺傳基礎(chǔ)。何予卿課題組博士后周浩、夏朵，博士研究生趙達為論文第一作者，何予卿教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、農(nóng)業(yè)研究體系的專項基金和博士后科學(xué)基金資助。

參考文獻

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Li Y, Fan C, Xing Y, Yun P, Luo L, Yan B, Peng B, Xie W, Wang G, Li X (2014) Chalk5 encodes a vacuolar H -translocating pyrophosphatase influencing grain chalkiness in rice. Nat. Genet. 46: 398

Peng B, Kong H, Li Y, Wang L, Zhong M, Sun L, Gao G, Zhang Q, Luo L, Wang G (2014) OsAAP6 functions as an important regulator of grain protein content and nutritional quality in rice. Nat. comm. 5: 4847

Xia D, Zhou H, Liu R, Dan W, Li P, Wu B, Chen J, Wang L, Gao G, Zhang Q (2018) GL3. 3, a novel QTL encoding a GSK3/SHAGGY-like kinase, epistatically interacts with GS3 to produce extra-long grains in rice. Mol. Plant 11: 754-756

Zhang Q (2007) Strategies for developing Green Super Rice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104: 16402-16409

Zhang Z, Zhang S, Yang J, Zhang J (2008) Yield, grain quality and water use efficiency of rice under non-flooded mulching cultivation. Field Crops Res. 108: 71-81