[发明专利]一种优良食味品质转基因水稻及培育方法

说明书

技术领域

本发明是一种植物生物技术领域的降低水稻种子中表观直链淀粉含量的方法，具体涉及一种用RNA干扰技术降低水稻种子中直链淀粉含量从而改良稻米品质的方法。

背景技术

植物转基因技术通过各种方法将动植物或微生物中分离得到的目的基因转移到植物的基因组中，使之稳定表达。该技术应用于农业，在农作物抗虫、抗逆、抗病及品质改良方面发挥巨大作用。

淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，是水稻胚乳中最主要的贮存物质，两类淀粉的组成比例是决定稻米适口性的最重要因素之一。通常来说，食味值好的稻米的直链淀粉含量（AC）为10-20%。一般而言，AC越高的品种其RVA（快速粘度分析）谱崩解值越小,消减值和回复值越大(贾良等，作物学报，2008,34(5):790-794)。而崩解值在一定程度上与柔软性、粘散性、滋味、馨香味、光泽、冷饭质地等食味指标呈现正相关性（李欣等，中国农业科学，2005,38(4):657-663）。在当今市场上，软米因其口感粘香且硬度适中，价格远高于东北大米等常规稻米。这类稻米中的直链淀粉含量往往较低，介于8-12%之间。

水稻胚乳中参与淀粉合成的酶至少有四大类，分别是ADP葡萄糖磷酸合成酶（AGPP）、淀粉合成酶（SS）、淀粉分支酶（SBE）及淀粉去分支酶（DBE）。淀粉合成酶主要由颗粒性淀粉合成酶（GBSS）及可溶性淀粉合成酶（SSS）组成，其功能分别是合成直链淀粉及支链淀粉。可溶性淀粉合成酶按其功能又被分为八种同工型，即SSSI、SSSIIa、SSSIIb、SSSIIc、SSSIIIa、SSSIIIb、SSSIIIc、SSSIVa和SSSIVb等，其中的几个基因已有较深入的功能研究。例如，水稻SSSI基因在胚乳早期到末期都发挥作用。Fujita等通过对水稻SSSI基因突变体的研究发现，该基因突变后稻米糊化温度增加，而淀粉颗粒形状大小及结晶度无变化（Fujita等,Plant Physiology,2006，140（3）：1070–1084）。SSSIIa突变体的淀粉易糊化、也易溶于尿素，推测SSSIIa在淀粉合成中的作用是延长支链淀粉上的A和B1链（Nakamura等2002，104（1）：1-8；Qian等，2011,53(9):756–765）。在SSIIIa基因缺失后，直链淀粉含量稍有提高，支链淀粉中的长支链增加，淀粉颗粒形态发生变化，直径变小且形状变圆，结晶度降低（Fujita,Plant Physiology,2007，144（4）：2009-2023）。而SSSIIb作为水稻可溶性淀粉合成酶亚家族的一员，其功能尚未见报道。

在本发明中，利用转基因手段，采用RNA干扰技术，抑制了水稻中SSSIIb基因的表达。通过多代自交和选育，获得了纯合的转基因新品系。对转基因水稻新品系成熟稻米进行品质检测，显示该稻米直链淀粉含量有明显的降低；利用淀粉粘度速测仪（RVA仪）对米粉检测，发现其粘度下降，预示该类稻米会具有较优良的食味品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种培育转基因水稻的方法，该方法获得的稻米具有较优良的食味品质。

本发明构建了水稻SSSIIb基因的RNA干扰载体，将其导入水稻品种日本晴中，并通过PCR扩增等技术手段进行检测，结果表明RNA干扰载体已经导入至水稻材料中并得到表达。

本发明一种培育优良食味品质稻米的方法，是通过干扰水稻中可溶性淀粉合成酶SSSIIb基因表达得以实现。具体是构建SSSIIb基因RNA干扰载体，利用农杆菌介导的方法将干扰载体导入水稻，获得干扰SSSIIb基因的转基因水稻。

本发明所述的方法，包括如下步骤：

（1）以序列如SEQ ID NO.2和3的引物对，扩增得到序列如SEQ ID NO.1所示和扩增产物；

（2）构建RNA干扰载体：利用植物组成型表达启动子，构建含SEQ ID NO.1序列正反向片段的植物表达载体；

（3）将步骤（2）的RNA干扰载体导入水稻品种中，获得转基因水稻。

上述序列SEQ ID NO.1是水稻可溶性淀粉合成酶IIb基因（SSSIIb）编码区中的一段序列，与SSSIIb基因第2至5外显子间583bp序列同源。

本发明还公开了一种转基因水稻，它是通过下述方法获得：

（1）以序列如SEQ ID NO.2和3的引物对，扩增得到序列如SEQ ID NO.1的片段；