[发明专利]水稻蜡质基因Wx的突变基因及其应用

说明书

本发明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。本发明发现水稻蜡质基因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，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，并且能够对移栽前的水稻幼苗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。

技术领域

本发明属于分子遗传学技术领域，更具体地说，本发明涉及一种水稻蜡质基因Wx的突变基因及其应用。

背景技术

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。

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；Bindelset 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。

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)。

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。

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)。

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。