用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法
【专利摘要】本发明提供了一种用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法；其以水稻种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值高低来鉴定粳稻和籼稻品种。具体以籼稻品种广陆矮4号种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作为参考值，在相同的测试条件下，若待测品种种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值大于参考值，则判断待测品种为籼稻，若待测品种种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值小于参考值，则判断待测品种为粳稻。本发明首次提出用种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作为鉴定粳籼稻的方法，该方法对水稻功能基因组研究及粳籼稻分化研究具有重要的指导作用，也可以促进粳籼稻杂交育种及物种对环境适应等方面的科学研究。
【专利说明】用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物鉴别【技术领域】；具体涉及一种用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法。
【背景技术】
[0002]水稻是世界上50%以上人口的主食。栽培稻由一个共同的祖先野生稻(Oryzarufipogon)驯化而来，在自然选择和人工选择双重作用下，栽培稻呈现出成千上万种具有显著遗传差异的品种。当前，主要栽培稻有两大亚种，即粳稻(Oryza sativa L.subsp.Japonica Kato)和籼稻(Oryza sativa L.subsp.1ndica Kato),典型的粳稻和籼稻之间存在着明显的生殖隔离。一般来说，粳稻品种适合在高纬度或者高海拔的温带地区种植，而籼稻品种适合在低纬度或者低海拔的热带或者亚热带地区种植。为了适应不同的生态环境，粳稻和籼稻在形态(例如叶片和种壳上毛的长度及分布和种子的长宽比)、生理生化特性(例如耐寒耐热性、酚反应)及品质方面(例如米质粘性)都存在显著地差异。正因为两个亚种存在显著的表型和遗传差异，利用两者之间的强大的杂种优势，对杂交水稻育种具有重大的应用价值。
[0003]鉴定粳稻和籼稻的传统方法是“程式法”:包括稃毛的长度及在种壳的分布情况、酚反应后种子的颜色变化、叶毛的分布、种壳的颜色、穗节的长短和种子的长宽比。近年来出现了应用分子标记同工酶进行粳籼稻鉴定的方法。随着代谢组学的逐步发展，也出现了利用糙米中的棉籽糖含量来区分粳籼稻品种的方法。
[0004]但是，至今为止未曾有人发现过粳籼稻品种中天冬酰胺和丙氨酸含量的比值存在显著差异，并且利用这个特征来进行粳籼稻的区分。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，具体地说，是一种利用种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值鉴定粳稻和籼稻的方法。其原理是利用粳、籼稻种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值的差异来区分粳稻和籼稻品种。本发明研究人员经过大量的分析研究，发现粳稻种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值显著低于籼稻种子中两者重量百分比含量的比值，并发现可以以籼稻品种广陆矮4号中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作为一个临界点，来鉴别粳籼稻品种。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]本发明涉及一种用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，以水稻种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值的高低来鉴定粳稻和籼稻品种。
[0008]优选地，以籼稻品种广陆矮4号中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值作为参照值，待测品种种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值大于所述参照值的，判断为籼稻品种，该比值小于所述参照值的，判断为粳稻品种。广陆矮4号是水稻品种一个骨干亲本，在杂交育种中被广泛应用，属于典型的籼稻品种，其种子可以从种子公司购得。其中天冬酰胺和丙氨酸都属于组成蛋白质的20种标准氨基酸。天冬酰胺属于不带电荷的极性氨基酸，其分子式为C4H8N2O3，相对分子质量为132.12。丙氨酸属于非极性的脂肪族氨基酸，其分子式为C3H7O2N,分子量为89.09。
[0009]优选地，所述方法具体包括如下步骤:
[0010]A、检测籼稻品种广陆矮4号中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值，将其设为参照值；
[0011]B、以与步骤A相同的检测条件，检测待测品种种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值；将其与所述参照值进行比较，该比值大于所述参照值的，判断为籼稻品种，该比值小于所述参照值的，判断为粳稻品种。
[0012]种子中代谢物含量的检测方法有多种，用不同的处理手段和检测方法检测同一个样品中的天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量会有很大差异，所以必须以同一条件下的广陆矮4号作为参照。因此，在鉴定待测样品过程中，以同等条件下以广陆矮4号作为参考样品进行检测，如果待测样品中天冬酰胺和丙氨酸的重量百分比比值大于广陆矮4号中对应的比值时，则判断待测样品为籼稻，如果待测样品中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比的比值小于广陆矮4号中对应的比值时，则判断待测样品为粳稻。
[0013]优选地，所述天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值的检测方法为GC-MS法(气相色谱-质谱联用)或LC-MS法(液相色谱-质谱联用)。
[0014]优选地，检测前水稻种子的处理方法具体为:将水稻种子晒干，低温条件下(液氮)磨粉，_80°C保存备用。
[0015]优选地，检测前还包括如下步骤:将所述保存备用的水稻种子粉加水和有机溶剂进行提取。
[0016]优选地，所述有机溶剂为氯仿、乙腈、乙酸乙酯或甲醇。
[0017]本发明研究人员利用粳籼稻品种种子中天冬酰胺和丙氨酸含量的比值差异显著的特征，对水稻品种所属的亚种类型进行鉴定。本发明具有如下有益效果:
[0018]1、该方法操作方便，快捷高效。
[0019]2、该方法只要以种子为材料，不需要种植植株，耗时短。
[0020]3、鉴别过程中用样量少。
[0021]4、本发明首次提出用种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作为鉴定粳籼稻的方法，该方法对水稻功能基因组研究及粳籼稻分化研究具有重要的指导作用，也可以促进粳籼稻杂交育种及物种对环境适应等方面的科学研究。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件和说明书的要求，例如GC-MS (气质联用)，LC-MS (液质联用)等常规的化学含量检测方法。
[0023]实施例[0024]本实施例采用GC-MS的方法检测水稻种子样品中天冬酰胺和丙氨酸的重量百分比含量，具体见表1 ;发现粳稻和籼稻品种之间天冬酰胺和丙氨酸的重量百分比含量的比值具有显著差异，选定广陆矮4号作为临界值对照品种。
[0025]表1实施例所用实验材料类型及天冬酰胺和丙氨酸的重量百分比含量的比值
【权利要求】
1.一种用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，其特征在于，以水稻种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值的高低来鉴定粳稻和籼稻品种。
2.根据权利要求1所述的用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，其特征在于，以籼稻品种广陆矮4号中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量的比值作为参照值，待测品种种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值大于所述参照值的，判断为籼稻品种，该比值小于所述参照值的，判断为粳稻品种。
3.根据权利要求1所述的用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤: A、检测籼稻品种广陆矮4号中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值，将其设为参照值； B、以与步骤A相同的检测条件，检测待测品种种子中天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值；将其与所述参照值进行比较，该比值大于所述参照值的，判断为籼稻品种，该比值小于所述参照值的，判断为粳稻品种。
4.根据权利要求1、2或3所述的用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，其特征在于，所述天冬酰胺和丙氨酸重量百分比含量比值的检测方法为气相色谱-质谱联用法或液相色谱-质谱联用法。
5.根据权利要求4所述的用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，其特征在于，检测前水稻种子的处理方法具体为:将水稻种子晒干，低温条件下磨粉，-80°C保存备用。
6.根据权利要求5所述的用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，其特征在于，检测前还包括如下步骤:将所述保存备用的水稻种子粉加水和有机溶剂进行提取。
7.根据权利要求5所述的用种子代谢物含量鉴定粳籼稻品种的方法，其特征在于，所述有机溶剂为氯仿、乙腈、乙酸乙酯或甲醇。
【文档编号】G01N30/02GK103512973SQ201310419783
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】张大兵, 石建新, 胡朝阳 申请人:上海交通大学