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小麦类胡萝卜素合成途径关键基因Lcye功能分析

文献类型： 中文期刊

作者： 翟胜男 1 ; 郭军 1 ; 刘成 1 ; 李豪圣 1 ; 宋健民 1 ; 刘爱峰 1 ; 曹新有 1 ; 程敦公 1 ; 李法计 1 ; 何中虎 2 ; 夏先春 2 ; 刘建军 1 ;

作者机构： 1.山东省农业科学院作物研究所

2.中国农业科学院作物科学研究所

关键词： EMS;TILLING;面粉颜色;黄色素含量;遗传育种

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2020 年 010 期

页码： 1485-1495

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 小麦籽粒黄色素是面粉及面制品黄度形成的主要原因,其主要成分是类胡萝卜素.ε-番茄红素环化酶(LCYE)是小麦类胡萝卜素生物合成途径的关键酶,前人对其研究多集中于QTL定位、基因克隆和分子标记开发,而基因功能和遗传调控机制尚不明确.本研究利用TILLING技术筛选EMS诱变群体,对Lcye功能及遗传调控机制进行研究,以期深入认识小麦籽粒黄色素含量形成的分子机制.在2491份M2代EMS诱变群体中共检测到21个Lcye基因的点突变,包含6个错义突变,2个同义突变和13个内含子突变,Lcye基因在该诱变群体中的突变频率为1/266.1kb.PARSENP软件预测分析显示,M090815(C2202T)和M091648(G3284A)两个错义突变可能严重影响蛋白质功能.MEME分析结果表明, M090815和M092230 (G2195A)突变位点位于Lcye基因保守结构域内.6个错义突变植株与野生型杂交构建的F2代群体中, M090815突变位点显著降低籽粒黄色素含量,证实该位点对LCYE功能具有重要影响.qRT-PCR(quantitative real-time PCR)分析也显示,M090815突变位点显著降低Lcye基因表达水平,且Lcye-B1和Lcye-D1基因表达降低趋势相似,而Lcye-A1在花后14~28 d表现出补偿效应.本研究不仅验证Lcye基因功能,也为面粉及其制品颜色性状改良提供了理论依据和种质资源.

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