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在现代水稻育种中,如何有效提高产量和改良稻米品质仍是亟待解决的关键问题。水稻粒形主要由粒长、粒宽和长宽比等因素组成,是影响水稻产量与品质的重要农艺性状。粒形是受多基因调控的数量性状,不同粒形基因之间存在着不同程度的相互作用。近年来,由于分子标记技术和现代遗传学的飞速发展,有更多的粒形基因逐渐被定位和克隆,将这些基因合理地应用于水稻育种,对增加水稻产量和有效改良粒形有至关重要的意义。综述水稻粒形的遗传特性,对已定位克隆的107个粒形相关基因的功能进行总结,发现粒形基因通过转录因子、G蛋白信号、泛素途径以及植物激素等途径进行调控,基因间的相互作用以及不同粒形基因在品质改良及育种中的应用,为水稻高产优质育种奠定了重要的理论基础和遗传资源,讨论并指出了水稻粒形基因研究中存在的问题,可为水稻育种今后的工作提供思路和参考。 相似文献
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水稻粒形调控基因的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
水稻粒形是重要的产量和品质性状,阐明其形成机理,是进一步提高水稻单产和改良其品质的基础.粒形是受多基因共同作用的数量性状,但其每一个构成基因,尤其是主效基因符合单基因孟德尔遗传模型,基于这一特点以及基因组学和分子生物学的巨大进步,目前,已有大量的数量性状基因座和不少于22个粒形相关基因被克隆.本文总结了水稻粒形的遗传特点,重点阐述了已克隆基因的功能以及存在的问题. 相似文献
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稻米品质性状基因的克隆与功能研究进展 总被引：9，自引：1，他引：8
水稻是中国重要的粮食作物之一,高产与优质一直是品种改良的主要目标。目前,中国稻米品质表现总体偏低,在一定程度上影响了其市场竞争力。稻米品质属综合性状,是指稻米或稻米相关产品满足消费者或生产加工需求的各种特性,主要涉及稻米的物理和化学特性,包括精米率、米粒形状、透明度、蒸煮时间、米饭质地与香味、冷饭质地以及营养成分等指标。通常用碾磨品质、外观品质、蒸煮与食味品质和营养品质4个方面来评价稻米品质。近10年来,在上述稻米品质性状相关基因的克隆与功能研究领域已取得了长足的进展。水稻粒形不仅是重要的产量性状也是碾磨和外观品质的重要决定因素,目前已克隆了多个粒形相关的QTL和基因。根据粒形相关基因的表型效应可将其分为3类,即伴随植株矮化的小粒控制基因(第一类,包括D1、D2、D11、D61和SMG1等)、粒形特异基因(第二类,如GS3、GL3.1、GW7、GW2、GW5、GS5、GS6、TGW6、GW8、BG2、GW6a和GS2等)和小圆粒基因(第三类,即SRS),其中只有第二类基因具有较好的育种利用价值。垩白是决定稻米外观品质的首要性状,同时也会影响碾磨品质。目前尽管已经鉴定了大量QTL,但只有少数QTL被精细定位和克隆,如Chalk5、cyPPDK、G1F1、OsRab5a、FLOURYENDOSPERM2、PDIL1-1和SSG4等主要通过调控胚乳灌浆和储藏物积累而影响稻米外观表现。淀粉占精米胚乳干重的90%以上,其组成与结构是决定稻米外观和蒸煮与食味品质的最重要因素。淀粉的合成是由多基因参与的复杂调控网络,直接参与淀粉合成的淀粉合成酶类基因的功能已经比较清楚;此外,参与胚乳淀粉代谢的一些转录因子如Dull、OsEBP89、OsEBP5、OsRSR1和OsbZIP58等也已被陆续鉴定和克隆。蛋白质是稻米的第二大成分,目前已克隆了众多的贮藏蛋白编码基因,并且已鉴定克隆了多个与蛋白质转运调控有关的基因如OsSar、OsRab5a、OsAPP6、RISBZ1、RPBF、OsVPS9A、OsGPA3和GEF2等。赖氨酸是稻米中的第一限制必须氨基酸,通过过量表达富含赖氨酸蛋白(如RLRH1和RLRH2)或调控游离赖氨酸代谢等途径,均可显著提高稻米中的赖氨酸含量。稻米香味主要由2-AP决定,目前,已克隆了BADH2和OsP5CS等参与2-AP合成调控的基因。在与稻米贮藏有关的脂质代谢方面,已克隆了脂肪酸氧化酶基因LOX-1、LOX-2和LOX-3以及脂质转运基因OsLTP36。此外,在稻米维生素、花青素和矿物质等合成调控方面也已鉴定克隆了多个重要基因。综上,稻米各品质性状都是由多基因控制,并且各性状间彼此交叉,其遗传调控非常复杂。本文重点就近年来控制稻米粒形与垩白、蒸煮与食味品质、储藏蛋白、脂类、维生素与矿质元素等合成与调控相关基因的克隆、等位变异和功能研究进行了综述,并对重要品质相关基因的育种利用进行了展望,期望为水稻优质育种提供参考。 相似文献
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水稻粒形的遗传研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
粒形不仅是影响水稻产量的要素,还与稻米的外观品质密切相关,是决定稻米品质的重要因素。随着现代遗传学和基因组学相关理论和技术的发展,人们对粒形的遗传研究日趋深入,目前已有数十个控制水稻粒形的基因被克隆。本文概述了水稻粒形遗传研究主要进展,同时也指出了水稻粒形遗传研究中存在的主要问题,分析了粒形遗传研究的前景。 相似文献
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水稻致死突变体主要有叶片白化致死突变体和叶片早衰致死突变体2大类，这2类突变体相关基因的克隆和功能分析对于解析水稻白化致死和早衰致死具有重要意义，主要涉及光合色素的合成与降解、叶绿体发育与调控、蛋白质的合成与降解、激素合成与调控途径、细胞程序性死亡与转录因子调控等相关基因。本文综述了水稻致死突变基因的克隆与分子机制，并分析了它们的育种价值；并提出在阐明水稻衰老调控机制的基础上，从分子水平和栽培技术上设计调控水稻衰老的策略，发掘其育种和生产价值。 相似文献
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《四川农业大学学报》2021,39(3)
【目的】综述当前已报道水稻响应高温相关基因研究进展,以期为耐高温分子机制解析和水稻育种提供理论依据。【方法】通过已有的研究成果,对水稻响应高温相关基因进行系统阐述,总结了当前一些关键的高温信号通路及分子机理。【结果】水稻响应高温是一个极其复杂的生理过程,目前已克隆相关基因有5类,涉及6个重要的胞内信号通路,但具体调控机理仍有待深入探析。【结论】未来的研究应继续克隆一些关键的高温相关基因,明确水稻感知和传递高温信号的分子机制,挖掘优异等位基因用于水稻生产实际。 相似文献