[发明专利]一种水稻淀粉分支酶SBE3基因的突变基因及其用途

说明书

技术领域

本发明属于分子遗传学领域。具体而言，本发明涉及水稻高抗性淀粉含量主效基因的突变筛选及所述突变的应用。

背景技术

欧洲抗性淀粉协会（EURESTA）的定义，抗性淀粉（Resistant Starch，简称RS）是指在健康个体的小肠中不能被吸收的淀粉或淀粉降解产物。抗性淀粉具有降低血糖、降低血脂及有利于肠道健康等多种重要的生理功能。已有研究表明，RS不能在小肠消化吸收和提供葡萄糖，而在大肠中可以被肠道生理性细菌发酵，产生短链脂肪酸（short chain fatty acid，简称SCFA）和气体。RS的发现及研究进展，被联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）认为是近年来碳水化合物与健康关系的研究中一项最重要的成果。RS有着重要的生理功能，它能够降低餐后血糖和胰岛素应答，提高机体对胰岛素的敏感性，预防便秘和结肠癌的发生，降低血清中胆固醇和甘油三酯含量，降低和控制体重，促进矿物质吸收。与低抗性淀粉饮食者相比，高抗性淀粉饮食者具有较少的胰岛素反应，这对糖尿病患者控制餐后血糖值有很大影响。尤其对于非胰岛素依赖型病人，摄食高抗性淀粉食物，可延缓餐后血糖上升，有效控制糖尿病病情。然而，日常食用的稻米中抗性淀粉含量很低，米饭及其制品主要在胃和小肠中被淀粉酶以酶解的方式消化，最终产物为葡萄糖。因此，稻米被认为是高血糖指数（Glycemic index，GI）的食物。热米饭抗性淀粉含量低于1%，冷米饭抗性淀粉含量也仅为1%-2.1%。

鉴于上述情况，近几年来，抗性淀粉引起了国内外水稻育种专家的极大关注。目前市场上的抗性淀粉均是利用高直链淀粉生产的。已有一些报道通过提高作物直链淀粉含量来提高RS含量，例如：Bird等获得一个SSIIa基因突变的大麦突变体，该突变体产生的直链淀粉比例增加，RS含量显著提高；Regina等利用RNAi技术获得了直链淀粉含量高达70%的小麦突变体，其RS含量也明显提高；Wei等通过RNAi技术降低水稻淀粉分支酶的表达，获得了直链淀粉和抗性淀粉含量比野生型水稻品种“特青”明显提高的转基因品种；浙江大学的科研人员利用航天诱变和理化诱变技术，培育了高RS水稻新品种“浙辐201”，并与相关企业合作进行了产业化开发，产品命名为“宜糖”米。

目前，对于RS功能产品的绝大多数研究仍集中于采用物理加工的方法提高RS含量，关于遗传改良方面的报道尚不多见。常规育种技术是目前稻米品质改良的主要手段，其方法也比较简单，即将待改良亲本与高抗性淀粉含量亲本杂交，在杂交后代或回交后代中再进一步选育目标品系，但在选育抗性淀粉含量高的水稻中往往需要精确测定。由于抗性淀粉的测定不但费时、成本高，而且容易受到环境的影响，加之测定方法的复杂性，稻米抗性淀粉含量的改良一直比较困难。

此外，目前鲜见与抗性淀粉含量紧密连锁的分子标记开发和利用的报道。仅在2008年，牟方贵等报道在杂交组合II-32B/RS111中，位于第8染色体的RM72和RM547与抗性淀粉存在一定的连锁关系，而在宜香B/RS111的F₂中，和Wx基因连锁的RM217和RM225与抗性淀粉存在一定的连锁关系。2009年王琳等利用BSA法在小麦中找到一个与高抗性淀粉含量密切相关的SSR标记Xbarc59。

分子标记辅助选择可以大大减少育种的工作量，育种效率也会明显提高。开发与稻米抗性淀粉含量相关基因紧密连锁的分子标记或功能标记，利用开发的分子标记对育种材料进行早代选择，加快育种进程，改良稻米营养品质有着重要的意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明人发现了一种水稻高抗性淀粉含量主效基因（命名为sbe3-rs）的分子标记。通过检测该分子标记，能够准确预测高抗性淀粉含量水稻植株，从而加快高抗性淀粉含量水稻品种的选择进度，提高育种选择效率。

因此，本发明的一个目的是提供一种水稻淀粉分支酶SBE3基因的突变基因，所述突变基因在对应于水稻淀粉分支酶SBE3基因第16个外显子的第105位处具有T→C的碱基突变。

优选地，所述突变基因的核苷酸序列如SEQ ID NO. 1所示。此核苷酸序列与水稻淀粉分支酶SBE3基因相比，在对应于其第16个外显子的第105位处具有T→C的碱基突变。