Наследование содержания липидов в зерне риса (обзор)

Рис – это важный продукт питания людей. На пищевые цели в основном используют шлифованный белый рис, но используется также нешлифованный. В клетках алейронового слоя и зародыша зерна риса содержатся липиды, присутствие которых в продуктах укрепляет иммунитет и защищает от болезней сердца и рака, что повысило интерес к ним. В статье представлен обзор литературных источников по исследованию локусов количественных признаков, связанных с содержанием липидов в зерне риса. Исследования проводили в Китае, Корее и Японии в 1983–2021 гг. с использованием дигаплоидных линий из гибридов между контрастно различающимися по содержанию липидов сортами риса. С помощью карты микросателлитных маркеров были установлены связи с QTL на 12 хромосомах риса. В исследованиях Hu и др. (2004) найдено три QTL содержания жира, располагавшиеся на хромосомах 1, 2 и 5. Yu и др. (2009) обнаружили четыре QTL на хромосомах 3, 5, 6 и 8. Qin и др. (2010) нанесли на карту хромосом 1, 2, 3, 5, 6, 7 и 9 восемь QTL. Kim и др. (2013) обнаружили значительный QTL, qRLC5, на хромосоме 5. Yun и др. (2014) установили, что высокое содержание липидов определяют три QTL на хромосомах 2, 3 и 6. Ying и др. (2012) на 10 хромосомах идентифицировали 29 QTL, по несколько для семи жирных кислот. Zhou с коллегами (2021) провели геномное исследование состава и концентрации масла в различных группах из 533 культивируемых сортов риса и выявили 99 QTL, из которых 94 были связаны с составом масла, а пять – с его концентрацией. Эти QTL позволят создать пирамиды благоприятных аллелей для улучшения качества риса с помощью маркерной селекции.

1. Chen J.G., Zhu J., Zang R.C. Genetic analysis of fat content in indica-japonica inter-subspecific hybrid rice (Oryza sativa L.) // Journal of Tropical and Subtropical Botany. 1998. Vol. 6, № 4. P. 347–351. DOI: 10.3969/j.issn.1005-3395.1998.4.011

2. Cho Y.G., Kang H.J., Lee Y.T., McCouch S.R., Eun M.Y. QTL Analysis of rice quality using a recombinant inbred population // Journal of Agricultural Science Chungbuk Nat’l Univ. 2006. Vol. 23, P. 147–164.

3. Godber J.S., Juliano B.O. Rice lipids. In book: Rice Chemistry and Technology. 2004. P. 163–190.

4. Goffman F., Pinson S.R.M., Bergman C. Genetic diversity for lipid content and fatty acid profile in rice bran // Oil & Soap. 2003. Vol. 80(5), P. 485–490. DOI: 10.1007/s11746-003-0725-x

5. Hu Z.L., Li P., Zhou M.Q., Zhang Z.H., Wang L.X., Zhu L.H., Zhu Y.G. Mapping of quantitative trait loci (QTLs) for rice protein and fat content using doubled haploid lines // Euphytica. 2004. Vol. 135(1), P. 47–54. DOI: 10.1023/B:EUPH.0000009539.38916.32

6. Juliano, B.O. Rice in human nutrition // FAO Food Nutrition Series. Rome. 1993. № 26. 164 р.

7. Kang H.J., Cho Y.G., Lee Y.T., Kim Y.D., Eun M.Y., Shim J.U. QTL Mapping of genes related with grain chemical properties based on molecular map of rice // Korean Journal of Crop Science. 1998. Vol. 43, № 4. P. 199–204.

8. Kim N.H., Sohn J.K., Kim K.M. Physico-chemical characteristics and QTL mapping associated with the lipid content of high-lipid rice // American Journal of Plant Sciences. 2013. Vol. 4, № 10. P. 1949–1953. DOI: 10.4236/ajps.2013.410241

9. Liu W., Zeng J., Jiang G., He Y. QTLs identification of crude fat content in brown rice and its genetic basis analysis using DH and two backcross populations // Euphytica. 2009. Vol. 169, № 2. P. 197–205. DOI: 10.1007/s10681-009-9922-7

10. Matsuo T., Satoh H., Omura T. Oil content and fatty acid composition of a giant embryo mutant in rice // Japanese Journal of Breeding. 1987. Vol. 37, P. 185–191.

11. Omura T., Satoh H. Biology of rice // The Biology of Rice. Tokio, Elsevier, Amsterdam, 1984. Vol. 7, P. 293–303.

12. Qi Z.B., Li B. J., Yang W.G., Wu X.F. A study on the genetic of exterior quality and fat of the rice grains // Acta Genetica Sinica. 1983. Vol. 10, № 6. P. 452–458.

13. Qin Y., Kim S.M., Zhao X.H., Lee H.S., Jia B., Kim K.M., Eun M.Y., Sohn J.K. QTL Detection and MAS selection efficiency for lipid content in brown rice (Oryza sativa L.) // Genes & Genomics. 2010. Vol. 32, № 6. P. 506–512. DOI: 10.1007/s13258-010-0026-5

14. Yano M., Satoh H., Omura T. Gene analyses on the endosperm mutants induced by MNU treatment in rice // Japanese Journal of Breeding. 1980. Vol. 30 (Suppl. 1), P. 260–261.

15. Ying J.Z., Shan J.X., Gao J.P., Zhu M.Z., Shia M., Lin H.X. Identification of quantitative trait loci for lipid metabolism in rice seeds // Molecular Plant. 2012. Vol. 5, № 4. P. 865–875. DOI: 10.1094/1891127349.007

16. Yu Y.H., Li G., Fan Y.Y., Whang K.Q., Min J., Zhu Z.W., Zhuang J.Y. Genetic relationship between grain yield and the contents of protein and fat in a recombinant inbred population of rice // Journal of Cereal Science. 2009. Vol. 50, № 1. P. 121–125. DOI: 10.1016/j.jcs.2009.03.008

17. Yun B.W., Kim M.G., Handoyo T., Kim K.M. Analysis of rice grain quality-associated quantitative trait loci by using genetic mapping // American Journal of Plant Sciences. 2014. Vol. 5, P. 1125–1132. DOI: 10.4236/ajps.2014.59125

18. Zhou H., Xia D., Li P., Ao Y., Xu X., Wan S., Li Y., Wu B., Shi H., Wang K., Gao G., Zhang Q., Wang G., Xiao J., Li X., Yu S., Lian X., He Y. Genetic architecture and key genes controlling the diversity of oil composition in rice grains // Molecular Plant. 2021. Vol. 14, P. 456–469. DOI: 10.1016/j.molp.2020.12.001