水稻紫色性状的遗传分析和基因定位.doc

水稻紫色性状的遗传分析和基因定位 西南农业 SouthwestChinaJournalofAculturalSciences 2010年23卷1期 Voj.23No.1 文章编号:1001—4829(2010)01—0256—05 水稻紫色性状的遗传分析和基因定位 曾黎琼r,段玉云,孙一丁1,2有r,钟巧芳,程在,胡强,黄兴 (1.云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所,云南昆明650223;2.云南省农业生物技术重点实验室,云南昆明650223 3.云南省农业科学院,云南昆明650231) 摘要:本文综述了水稻紫色性状的遗传分析,紫色基因定位研究方面取得的进展,并对此类相关工作进行了展望. 关键词:紫色性状;水稻;遗传分析;基因定位 中图分类号:$511.12文献标识码:A StudyonGeneticAnalysisandGeneMappingofPurplePropertiesinRice ZENGLi—qiong一,DUANYu.yun-一,SUNYi.ding一,YINFu—you.-一, ZHONGQiao.fang.一,CHENGZai—quan-一,HUQiang2-¨,HUANGXin—qi- (1.BiotechnologyandGeneticGermplasmInstitute,YunnanAcademyofAculturalSciences,YunnanKunming650223,China;2.Key LaboratoryofAculturalBiotechnologyofYunnanProvince,YunnanKunming650223,China;3.YunnanAcademyofAculturalSci- ences,YunnanKunming650231,China) Abstract:Geneticanalysisandgenemappingofpurplepmpertlesinr/cewerereviewedanddisucussedinthepaperandtheprospectinthis fieldwasputforward. Keywords:Purpleproperties;Rice;Geneticanalysis;Genemapping 水稻是重要粮食作物,在绝大部分栽培稻品种 的植株上一般不表现特殊颜色,但是在一些植株的 1个或几个部分存在色素的积累,如种皮,柱头,护 颖,外颖,内颖,稃尖,芒,叶鞘,叶片,节间呈现紫色, 棕色或黑色.水稻植株(叶,茎,花),谷粒(颖壳,糙 米)呈现紫色,我们将其称为紫色水稻.紫色水稻 不仅富含花色苷生物活性物质,还含有一般水稻品 种中缺乏的VE,胡萝卜索,黄酮,生物碱,强心甙, 木酚素,甾醇等生物活性物质以及铁,硒,锌,钙等矿 质元素,是重要的功能性食品.此外,紫色水稻植株 中色素的沉积,分布和浓淡,在水稻分类,遗传育种 研究中具有重要价值…. 根据对有色水稻叶片,叶鞘和颖果等的化学成 分分析,认为水稻这些部位呈现出的颜色主要与花 色素苷有关,花色素苷是可溶性糖苷化合物,其中形 成颜色的有效成分是花色素.花色素有三类:一种 是天竺葵花色素类,鲜红色;第二种是花青素类,西 收稿日期:2009—07—08 基金项目:云南省科技攻关与高技术发展计划(2006NG34) 作者简介:曾黎琼(1968一),女,昆明人,副研究员主要从事农 作物分子生物学研究,E?mail:zengliqiong8@,为 通讯作者. 洋红色;第三种是翠雀素类,紫色和蓝色.三类花 色素的颜色差别是由侧酚环中羟基数目多少决定 的,随着羟基数目增加,颜色由红色向蓝色变化.花 色素,原花色素和黄酮都来自于同一底物苯丙氨酸, 苯丙氨酸经过一系列酶的催化作用生成黄烷酮,之 后一部分通过黄酮合成酶作用生成黄酮,另一部分 通过二氢黄酮醇还原酶作用生成黄烷3,4.二醇,它 们分别再经过花色素苷合成酶和无色花色素还原酶 的作用分别生成花色素和原花色素.花色素不稳 定,一部分又通过花色素还原酶作用生成原花色素. 水稻中由于紫色色素在不同部位沉积,使其成为紫 叶水稻,紫色叶鞘水稻,紫色柱头水稻,紫米稻等. 关于这些紫色性状的遗传规律分析和紫色基因定位 研究,研究人员进行了一些探讨,本文综述了这方面 研究取得的进展,为下一步深入开展水稻紫色基因 分离克隆及其紫色性状的开发利用提供依据. 1水稻紫色性状的遗传分析 1.1水稻紫色叶片,叶鞘,稃尖,柱头的遗传分析 水稻紫叶基因的遗传比较复杂,研究结果不尽 一 致.Nagao和Takahashi认为有3对基础基因 1期曾黎琼等:水稻紫色性状的遗传分析和基因定位257 C,A,P控制花色素苷的遗传.牟同敏等认为,水稻 紫叶性状受3对基础基因和2对抑制基因