水稻红色种皮的遗传分析与功能性分子标记设计

【作者】 刘盼； 江良荣； 黄荣裕； 黄育民； 王侯聪； 郑景生；

【机构】 厦门大学生命科学学院； 厦门市植物遗传重点实验室；

【摘要】 有色米是由于色素沉积在种皮中而显示出特定的颜色,其微量元素和营养物质大多富集在种皮色素中,对人体健康有利。因此,有关有色米的色素形成机理、遗传机制、基因定位及功能性分子标记的设计应用等研究日益受到重视。本研究以红米品种培杂191为红色种皮供体亲本,构建了蜀恢527/培杂191、明恢2155/培杂191、培杂191/明恢2155、培杂191/南恢851等4个F2遗传群体,研究培杂191红色种皮的遗传特性,应用SSR分子标记对培杂191的红色种皮基因进行定位,通过对目标基因的测序比对找出红米与白米品种间基因序列的差异,设计出可以准确鉴定水稻红色种皮性状的功能性分子标记,为分子标记辅助选育红米新品种、提高红米品种选育的准确性和选择效率提供科学依据。主要结果如下:(1)红米品种培杂191的红色种皮性状受一对显性基因控制,暂命名为Rc-1。(2)将Rc-1基因定位于第7号染色体上RM21197-RM5672区间,两标记间的遗传距离为5.8 cM。已知的红色种皮基因Rc也位于这一区间内。(3)Rc基因序列分析表明,大多数白米品种的Rc基因的第6外显子上有14bp的缺失,引起氨基酸序列的变化,导致花青素无法合成,种皮呈现白色。推断培杂191的红色种皮基因Rc-1与Rc基因是同一基因。(4)设计出可以准确鉴定水稻红色种皮性状并能区分杂合基因型和纯合基因型的3对特异性分子标记HS-1、HS-2和HS-3,其中HS-2具有扩增较为稳定、带型较为清晰的特点,是较为理想的红色种皮特异性分子标记。更多还原