用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法
2024-02-26 13:51:15
用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法
【專利摘要】本發明提供了一種用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法；其以水稻種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值高低來鑑定粳稻和秈稻品種。具體以秈稻品種廣陸矮4號種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作為參考值，在相同的測試條件下，若待測品種種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值大於參考值，則判斷待測品種為秈稻，若待測品種種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值小於參考值，則判斷待測品種為粳稻。本發明首次提出用種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作為鑑定粳秈稻的方法，該方法對水稻功能基因組研究及粳秈稻分化研究具有重要的指導作用，也可以促進粳秈稻雜交育種及物種對環境適應等方面的科學研究。
【專利說明】用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於生物鑑別【技術領域】；具體涉及一種用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法。
【背景技術】
[0002]水稻是世界上50%以上人口的主食。栽培稻由一個共同的祖先野生稻(Oryzarufipogon)馴化而來，在自然選擇和人工選擇雙重作用下，栽培稻呈現出成千上萬種具有顯著遺傳差異的品種。當前，主要栽培稻有兩大亞種，即粳稻(Oryza sativa L.subsp.Japonica Kato)和秈稻(Oryza sativa L.subsp.1ndica Kato),典型的粳稻和秈稻之間存在著明顯的生殖隔離。一般來說，粳稻品種適合在高緯度或者高海拔的溫帶地區種植，而秈稻品種適合在低緯度或者低海拔的熱帶或者亞熱帶地區種植。為了適應不同的生態環境，粳稻和秈稻在形態(例如葉片和種殼上毛的長度及分布和種子的長寬比)、生理生化特性(例如耐寒耐熱性、酚反應)及品質方面(例如米質粘性)都存在顯著地差異。正因為兩個亞種存在顯著的表型和遺傳差異，利用兩者之間的強大的雜種優勢，對雜交水稻育種具有重大的應用價值。
[0003]鑑定粳稻和秈稻的傳統方法是「程式法」:包括稃毛的長度及在種殼的分布情況、酚反應後種子的顏色變化、葉毛的分布、種殼的顏色、穗節的長短和種子的長寬比。近年來出現了應用分子標記同工酶進行粳秈稻鑑定的方法。隨著代謝組學的逐步發展，也出現了利用糙米中的棉籽糖含量來區分粳秈稻品種的方法。
[0004]但是，至今為止未曾有人發現過粳秈稻品種中天冬醯胺和丙氨酸含量的比值存在顯著差異，並且利用這個特徵來進行粳秈稻的區分。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，具體地說，是一種利用種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值鑑定粳稻和秈稻的方法。其原理是利用粳、秈稻種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值的差異來區分粳稻和秈稻品種。本發明研究人員經過大量的分析研究，發現粳稻種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值顯著低於秈稻種子中兩者重量百分比含量的比值，並發現可以以秈稻品種廣陸矮4號中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作為一個臨界點，來鑑別粳秈稻品種。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]本發明涉及一種用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，以水稻種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值的高低來鑑定粳稻和秈稻品種。
[0008]優選地，以秈稻品種廣陸矮4號中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值作為參照值，待測品種種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值大於所述參照值的，判斷為秈稻品種，該比值小於所述參照值的，判斷為粳稻品種。廣陸矮4號是水稻品種一個骨幹親本，在雜交育種中被廣泛應用，屬於典型的秈稻品種，其種子可以從種子公司購得。其中天冬醯胺和丙氨酸都屬於組成蛋白質的20種標準胺基酸。天冬醯胺屬於不帶電荷的極性胺基酸，其分子式為C4H8N2O3，相對分子質量為132.12。丙氨酸屬於非極性的脂肪族胺基酸，其分子式為C3H7O2N,分子量為89.09。
[0009]優選地，所述方法具體包括如下步驟:
[0010]A、檢測秈稻品種廣陸矮4號中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值，將其設為參照值；
[0011]B、以與步驟A相同的檢測條件，檢測待測品種種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值；將其與所述參照值進行比較，該比值大於所述參照值的，判斷為秈稻品種，該比值小於所述參照值的，判斷為粳稻品種。
[0012]種子中代謝物含量的檢測方法有多種，用不同的處理手段和檢測方法檢測同一個樣品中的天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量會有很大差異，所以必須以同一條件下的廣陸矮4號作為參照。因此，在鑑定待測樣品過程中，以同等條件下以廣陸矮4號作為參考樣品進行檢測，如果待測樣品中天冬醯胺和丙氨酸的重量百分比比值大於廣陸矮4號中對應的比值時，則判斷待測樣品為秈稻，如果待測樣品中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比的比值小於廣陸矮4號中對應的比值時，則判斷待測樣品為粳稻。
[0013]優選地，所述天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值的檢測方法為GC-MS法(氣相色譜-質譜聯用)或LC-MS法(液相色譜-質譜聯用)。
[0014]優選地，檢測前水稻種子的處理方法具體為:將水稻種子曬乾，低溫條件下(液氮)磨粉，_80°C保存備用。
[0015]優選地，檢測前還包括如下步驟:將所述保存備用的水稻種子粉加水和有機溶劑進行提取。
[0016]優選地，所述有機溶劑為氯仿、乙腈、乙酸乙酯或甲醇。
[0017]本發明研究人員利用粳秈稻品種種子中天冬醯胺和丙氨酸含量的比值差異顯著的特徵，對水稻品種所屬的亞種類型進行鑑定。本發明具有如下有益效果:
[0018]1、該方法操作方便，快捷高效。
[0019]2、該方法只要以種子為材料，不需要種植植株，耗時短。
[0020]3、鑑別過程中用樣量少。
[0021]4、本發明首次提出用種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作為鑑定粳秈稻的方法，該方法對水稻功能基因組研究及粳秈稻分化研究具有重要的指導作用，也可以促進粳秈稻雜交育種及物種對環境適應等方面的科學研究。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干調整和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。下例實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件和說明書的要求，例如GC-MS (氣質聯用)，LC-MS (液質聯用)等常規的化學含量檢測方法。
[0023]實施例[0024]本實施例採用GC-MS的方法檢測水稻種子樣品中天冬醯胺和丙氨酸的重量百分比含量，具體見表1 ;發現粳稻和秈稻品種之間天冬醯胺和丙氨酸的重量百分比含量的比值具有顯著差異，選定廣陸矮4號作為臨界值對照品種。
[0025]表1實施例所用實驗材料類型及天冬醯胺和丙氨酸的重量百分比含量的比值
【權利要求】
1.一種用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，其特徵在於，以水稻種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值的高低來鑑定粳稻和秈稻品種。
2.根據權利要求1所述的用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，其特徵在於，以秈稻品種廣陸矮4號中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作為參照值，待測品種種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值大於所述參照值的，判斷為秈稻品種，該比值小於所述參照值的，判斷為粳稻品種。
3.根據權利要求1所述的用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，其特徵在於，所述方法具體包括如下步驟: A、檢測秈稻品種廣陸矮4號中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值，將其設為參照值； B、以與步驟A相同的檢測條件，檢測待測品種種子中天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值；將其與所述參照值進行比較，該比值大於所述參照值的，判斷為秈稻品種，該比值小於所述參照值的，判斷為粳稻品種。
4.根據權利要求1、2或3所述的用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，其特徵在於，所述天冬醯胺和丙氨酸重量百分比含量比值的檢測方法為氣相色譜-質譜聯用法或液相色譜-質譜聯用法。
5.根據權利要求4所述的用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，其特徵在於，檢測前水稻種子的處理方法具體為:將水稻種子曬乾，低溫條件下磨粉，-80°C保存備用。
6.根據權利要求5所述的用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，其特徵在於，檢測前還包括如下步驟:將所述保存備用的水稻種子粉加水和有機溶劑進行提取。
7.根據權利要求5所述的用種子代謝物含量鑑定粳秈稻品種的方法，其特徵在於，所述有機溶劑為氯仿、乙腈、乙酸乙酯或甲醇。
【文檔編號】G01N30/02GK103512973SQ201310419783
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】張大兵, 石建新, 胡朝陽 申請人:上海交通大學