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直链淀粉含量决定稻米品质，由Wx基因编码的颗粒结合淀粉合酶I (GBSSI) 催化合成。目前在水稻自然群体中已报道的Wx等位基因有Wxlv、Wxa、Wxin、Wxb、Wxmw/la、Wxop/hp、Wxmp和wx，它们的差异碱基表现在第1内含子和第2、4、6和10外显子上，通过影响GBSSI的含量和GT5结构域来负责不同含量直链淀粉的合成，调控稻米蒸煮食味品质。为精细调控稻米品质，近年来一些团队利用基因编辑技术创制了一些Wx优异等位基因，但主要是编辑已知的Wx等位基因差异碱基所在的区域。从作物自然群体和突变体库中挖掘优异等位基因一直是种质创新和作物遗传改良育种的重要策略。
近日，扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室韦存虚教授团队在Plant Physiology发表了题为“A mutant allele of the Wx gene encoding granule-bound starch synthase I results in extremely low amylose content in rice”的研究论文，挖掘到负责极低直链淀粉合成、提高稻米品质的Wxela新等位基因。扬州大学青年教师林令尚和硕士生李铮为本文共同第一作者，韦存虚教授为本文的通讯作者，
该团队从EMS诱变的粳稻武运粳8号突变体库中，挖掘了一个Wxela新等位基因，Wxb基因的第12外显子第20位碱基由C突变为T，导致GBSSI第506位氨基酸由苏氨酸T替换为异亮氨酸I (T506I)。GBSSI的T506I不影响其在胚乳内的含量，通过调节GT1结构域降低GBSSI的催化活性，从而合成极低的直链淀粉。进一步利用基因编辑技术，在粳稻中花11背景下创制了无外源基因的Wxb目标碱基替换的Wxela株系，确认了该等位基因在其它水稻遗传背景下具有相同的功能。Wxela新等位基因不影响水稻农艺性状，对稻米外品质和组分影响轻微，不改变支链淀粉链长分布，通过降低直链淀粉含量来显著提高米饭的食味值，是优质稻米育种的优异基因资源。该研究也为水稻种质创新、种质资源遗传多样性分析、品质性状形成的机制解析和遗传改良育种提供特异种质和遗传材料。
本文转自PlantPhysiol公众号，只为分享交流，无任何商业用途。点击左下角“阅读原文”查看论文全文。
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