本技术揭示了PDIL2;3基因在调控水稻粒型和垩白性状方面的应用。通过首次提供蛋白二硫键异构酶编码基因PDIL2;3,本发明强调了其在水稻籽粒粒型和垩白性状调控中的关键作用。
背景技术
水稻是我国以及其他亚洲国家重要的粮食作物之一。水稻的高产与优质历来是我国水稻应用与基础研究的两大最重要目标。自上世纪50~70年代矮秆育种和杂交稻的开发和利用以来,我国粮食的总产量发生了质的飞跃,高产育种已处于世界领先水平。随着大众生活水平的提高和饮食结构的变化,稻米品质越来越受到人们的重视与关注。人们对外观好、口感好、营养好的优质稻米的需求越来越大。在此现实背景下,选育出优质、高产、营养价值高、更加受老百姓喜爱的水稻新品种已成为育种家近些年来的目标。水稻育种工作者、销售者、消费者对稻米品质的评价在国内外基本一致,一般包括外观品质、加工品质、蒸煮食味品质和营养品质等四个主要方面。其中,稻米外观品质主要取决于粒型(Grain size)、垩白(Chalkiness)和透明度(Translucency),其优劣直接影响稻米的商用品质,是最重要的稻米品质性状和评价标准。
垩白是由于水稻谷物灌浆不充分导致胚乳组织填充不紧实、出现散光而呈现的白色不透明部分。垩白米透明度降低,米质疏松,加工时易破碎,直接影响加工后的精米产量。同时垩白米的直链淀粉含量低,食味营养品质差,稻米的商品性和市场价值降低,是制约我国水稻优质达标率的主要限制因子之一。
稻米的粒型则通常以粒长、粒宽、粒厚三组数据表示。一般来说,粒型偏细长有利于籽粒充实,减少垩白度和垩白米率,从而大大改善稻米外观品质。一些已克隆的粒型QTL表现出了垩白的伴随效应,如qTGW6、GW2、GS2、qSW5、GW7和GW8等。这些研究结果说明,粒型和垩白是决定稻米品质外观形质的最重要指标,水稻的粒型对垩白的形成具有重要影响,粒型基因在调控水稻的高产优质育种中具有广泛的应用前景。目前关于与稻米品质相关的基因如垩白率、透明度、质地等方面的研究相对较少,限制了通过基因编辑等技术改善稻米品质的应用。或是发现与粒型和垩白相关的候选基因,但其功能验证和实际应用较为不足,缺乏广泛的田间验证的应用经验。
实现思路