水稻直立穗型基因DEP1对产量和品质的影响及其生理功能研究
发布时间：2021-08-20 15:58
DEP1基因控制水稻穗型、每穗粒数和氮利用效率,已被广泛应用于水稻高产育种中。然而,dep1基因在不同遗传背景下,对稻米品质和产量的影响不同。dep1基因的导入对产量表现不同（增产或减产）,主要归因于粒重不同程度的降低。为了阐明dep1基因对粒重和稻米品质的影响因素,本研究以两对DEP1近等基因系（AKI-dep1、AKI-DEP1、LG5-dep1和LG5-DEP1）为试材,在秋田小町和辽粳5号背景下,比较着生在不同穗位的籽粒,即强势粒和弱势粒的籽粒特性和品质,评价了这两对近等基因系在源、库、流相关性状表现。主要研究结果如下:1.与NIL-DEP1相比,在秋田小町和辽粳5号背景下,NIL-dep1显著增加每穗粒数16.1%–22.7%,提高了水稻产量11.8%–14.7%,但显著降低了弱势籽粒的外观品质,主要表现在垩白率和垩白度的显著增加。2.与AKI-DEP1相比,AKI-dep1的弱势粒的粒重、加工品质、食味品质均显著下降;而除外观品质外,LG5-dep1的粒重和品质与LG5-DEP1相当。3.在秋田小町背景下,AKI-dep1的弱势粒的籽粒灌浆速率较慢,从开花后20天至成熟期粒...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近等基因系的构建
在2017和2018年,LG5-dep1的每穗粒数分别为160.7和154.1,显著高出LG5-DEP1(138.4和125.6)16.1%–22.7%。但在有效穗数、结实率和千粒重上均两者没有明显差异,最终LG5-dep1的产量显著高出LG5-DEP1 11.8%–12.5%。与NIL-DEP1相比,NIL-dep1的每穗粒数显著增加,但穗长在2017和2018年显著下降了15.2%–24.9%,导致籽粒的着粒密度显著增加了40.3%–54.7%(表1)。表2显示在秋田小町和辽粳5号背景下,对NIL-DEP1与NIL-dep1的强、弱势粒稻谷的单粒重、粒长、粒宽和结实率的比较。NIL-dep1的强、弱势粒的粒宽显著宽于NIL-DEP1,然而,粒长两者无显著差异。AKI-dep1弱势粒的稻谷单粒重(20.1 mg),显著低于AKI-DEP1(22.2 mg)9.5%,同时AKI-dep1弱势粒的稻谷的结实率显著的低出AKI-DEP1的14.0%,而强势粒的稻谷单粒重和结实率在AKI-dep1与AKI-DEP1上无显著差异。LG5-dep1的强、弱势粒的单粒重和结实率的值均与LG5-DEP1相当。
在本试验中,首先比较了NIL-dep1和NIL-DEP1在秋田小町和辽粳5号不同背景下强势粒和弱势粒的外观品质。与NIL-DEP1相比,NIL-dep1籽粒垩白率和垩白度均显著增加,而在秋田小町和辽粳5号不同背景下,NIL-dep1的强势粒与NIL-DEP1的强势粒的籽粒垩白率与垩白度结果相当。2017年AKI-dep1弱势粒糙米率(76.9%)显著低于AKI-DEP1(78.8%);AKI-dep1弱势粒精米率(69.5%)显著低于AKI-DEP1(71%);AKI-dep1弱势粒整精米率(66.2%)显著低于AKI-DEP1(69.5%)。在2018年,与AKI-DEP1弱势粒相比,AKI-dep1弱势粒的糙米率、精米率和整精米率也均显著低于AKI-DEP1弱势粒。同时,糙米率、精米率和整精米率在LG5-dep1与LG5-DEP1弱势粒上、LG5-dep与LG5-DEP1强势粒上,无显著差异(表3;图3)。然后,比较了NIL-dep1与NIL-DEP1在秋田小町和辽粳5号背景下强、弱势粒的食味指标,具体包括表观直链淀粉、蛋白质、支链淀粉和RVA特性。在秋田小町和辽粳5号背景下,表观直链淀粉含量在NIL-DEP1与NIL-dep1强、弱势粒上均无显著差异(图4A,B)。在2017和2018年,AKI-dep1在弱势粒中的蛋白含量分别为6.4%和7.3%显著高于AKI-DEP1的6.0%和6.8%的6.7%–7.4%,而AKI-dep1和AKI-DEP1在强势粒中的蛋白含量相当(图4C)。LG5-DEP1与LG5-dep1蛋白质含量在强、弱势粒上均无显著差异(图4D)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]甘蓝型春油菜开花时间主效QTL cqDTFA2a近等基因系的构建[J]. 马茜茹,肖麓. 青海大学学报. 2019(03)
[2]灌浆结实期低温弱光复合胁迫对稻米品质的影响[J]. 张诚信,郭保卫,唐健,许方甫,许轲,胡雅杰,邢志鹏,张洪程,戴其根,霍中洋,魏海燕,黄丽芬,陆阳,唐闯,戴琪星,周苗,孙君仪. 作物学报. 2019(08)
[3]Integration of Growing Milk Vetch in Winter and Reducing Nitrogen Fertilizer Application Can Improve Rice Yield in Double-Rice Cropping System[J]. ZHOU Chun-huo,ZHAO Zun-kang,PAN Xiao-hua,HUANG Shan,TAN Xue-ming,WU Jian-fu,SHI Qing-hua. Rice Science. 2016(03)
[4]钵苗机插密度对不同穗型水稻品种产量、株型和抗倒伏能力的影响[J]. 胡雅杰,曹伟伟,钱海军,邢志鹏,张洪程,戴其根,霍中洋,许轲,魏海燕,郭保卫,高辉,沙安勤,周有炎,刘国林. 作物学报. 2015(05)
[5]水稻垩白的研究进展[J]. 廖斌,张桂莲. 作物研究. 2015(01)
[6]水稻近等基因系构建及应用研究进展[J]. 盛浩闻,罗丽华,肖应辉. 作物研究. 2014(03)
[7]分子标记辅助选育水稻抗白叶枯病和稻瘟病多基因聚合恢复系[J]. 潘晓飚,陈凯,张强,黄善军,谢留杰,李美,孟丽君,徐正进,徐建龙,黎志康. 作物学报. 2013(09)
[8]Changes in Enzyme Activities Involved in Starch Synthesis and Hormone Concentrations in Superior and Inferior Spikelets and Their Association with Grain Filling of Super Rice[J]. FU Jing,XU Yun-ji,CHEN Lu,YUAN Li-min,WANG Zhi-qin,YANG Jian-chang. Rice Science. 2013(02)
[9]选育超高产杂交水稻的进一步设想[J]. 袁隆平. 杂交水稻. 2012(06)
[10]辽宁省水稻品种外观品质性状分析[J]. 杜晗,宋双,唐文举. 北方水稻. 2012(03)
硕士论文
[1]水稻主要品质性状QTL定位分析[D]. 宋淑玲.安徽农业大学 2016
[2]加工精度对轻碾营养米的营养成分变化及质构特性的影响[D]. 谢有发.南昌大学 2012
[3]水稻剑叶长QTL qFLL6的遗传分析与基因定位研究[D]. 王俊.扬州大学 2012
本文编号：3353793
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近等基因系的构建
在2017和2018年,LG5-dep1的每穗粒数分别为160.7和154.1,显著高出LG5-DEP1(138.4和125.6)16.1%–22.7%。但在有效穗数、结实率和千粒重上均两者没有明显差异,最终LG5-dep1的产量显著高出LG5-DEP1 11.8%–12.5%。与NIL-DEP1相比,NIL-dep1的每穗粒数显著增加,但穗长在2017和2018年显著下降了15.2%–24.9%,导致籽粒的着粒密度显著增加了40.3%–54.7%(表1)。表2显示在秋田小町和辽粳5号背景下,对NIL-DEP1与NIL-dep1的强、弱势粒稻谷的单粒重、粒长、粒宽和结实率的比较。NIL-dep1的强、弱势粒的粒宽显著宽于NIL-DEP1,然而,粒长两者无显著差异。AKI-dep1弱势粒的稻谷单粒重(20.1 mg),显著低于AKI-DEP1(22.2 mg)9.5%,同时AKI-dep1弱势粒的稻谷的结实率显著的低出AKI-DEP1的14.0%,而强势粒的稻谷单粒重和结实率在AKI-dep1与AKI-DEP1上无显著差异。LG5-dep1的强、弱势粒的单粒重和结实率的值均与LG5-DEP1相当。
在本试验中,首先比较了NIL-dep1和NIL-DEP1在秋田小町和辽粳5号不同背景下强势粒和弱势粒的外观品质。与NIL-DEP1相比,NIL-dep1籽粒垩白率和垩白度均显著增加,而在秋田小町和辽粳5号不同背景下,NIL-dep1的强势粒与NIL-DEP1的强势粒的籽粒垩白率与垩白度结果相当。2017年AKI-dep1弱势粒糙米率(76.9%)显著低于AKI-DEP1(78.8%);AKI-dep1弱势粒精米率(69.5%)显著低于AKI-DEP1(71%);AKI-dep1弱势粒整精米率(66.2%)显著低于AKI-DEP1(69.5%)。在2018年,与AKI-DEP1弱势粒相比,AKI-dep1弱势粒的糙米率、精米率和整精米率也均显著低于AKI-DEP1弱势粒。同时,糙米率、精米率和整精米率在LG5-dep1与LG5-DEP1弱势粒上、LG5-dep与LG5-DEP1强势粒上,无显著差异(表3;图3)。然后,比较了NIL-dep1与NIL-DEP1在秋田小町和辽粳5号背景下强、弱势粒的食味指标,具体包括表观直链淀粉、蛋白质、支链淀粉和RVA特性。在秋田小町和辽粳5号背景下,表观直链淀粉含量在NIL-DEP1与NIL-dep1强、弱势粒上均无显著差异(图4A,B)。在2017和2018年,AKI-dep1在弱势粒中的蛋白含量分别为6.4%和7.3%显著高于AKI-DEP1的6.0%和6.8%的6.7%–7.4%,而AKI-dep1和AKI-DEP1在强势粒中的蛋白含量相当(图4C)。LG5-DEP1与LG5-dep1蛋白质含量在强、弱势粒上均无显著差异(图4D)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]甘蓝型春油菜开花时间主效QTL cqDTFA2a近等基因系的构建[J]. 马茜茹,肖麓. 青海大学学报. 2019(03)
[2]灌浆结实期低温弱光复合胁迫对稻米品质的影响[J]. 张诚信,郭保卫,唐健,许方甫,许轲,胡雅杰,邢志鹏,张洪程,戴其根,霍中洋,魏海燕,黄丽芬,陆阳,唐闯,戴琪星,周苗,孙君仪. 作物学报. 2019(08)
[3]Integration of Growing Milk Vetch in Winter and Reducing Nitrogen Fertilizer Application Can Improve Rice Yield in Double-Rice Cropping System[J]. ZHOU Chun-huo,ZHAO Zun-kang,PAN Xiao-hua,HUANG Shan,TAN Xue-ming,WU Jian-fu,SHI Qing-hua. Rice Science. 2016(03)
[4]钵苗机插密度对不同穗型水稻品种产量、株型和抗倒伏能力的影响[J]. 胡雅杰,曹伟伟,钱海军,邢志鹏,张洪程,戴其根,霍中洋,许轲,魏海燕,郭保卫,高辉,沙安勤,周有炎,刘国林. 作物学报. 2015(05)
[5]水稻垩白的研究进展[J]. 廖斌,张桂莲. 作物研究. 2015(01)
[6]水稻近等基因系构建及应用研究进展[J]. 盛浩闻,罗丽华,肖应辉. 作物研究. 2014(03)
[7]分子标记辅助选育水稻抗白叶枯病和稻瘟病多基因聚合恢复系[J]. 潘晓飚,陈凯,张强,黄善军,谢留杰,李美,孟丽君,徐正进,徐建龙,黎志康. 作物学报. 2013(09)
[8]Changes in Enzyme Activities Involved in Starch Synthesis and Hormone Concentrations in Superior and Inferior Spikelets and Their Association with Grain Filling of Super Rice[J]. FU Jing,XU Yun-ji,CHEN Lu,YUAN Li-min,WANG Zhi-qin,YANG Jian-chang. Rice Science. 2013(02)
[9]选育超高产杂交水稻的进一步设想[J]. 袁隆平. 杂交水稻. 2012(06)
[10]辽宁省水稻品种外观品质性状分析[J]. 杜晗,宋双,唐文举. 北方水稻. 2012(03)
硕士论文
[1]水稻主要品质性状QTL定位分析[D]. 宋淑玲.安徽农业大学 2016
[2]加工精度对轻碾营养米的营养成分变化及质构特性的影响[D]. 谢有发.南昌大学 2012
[3]水稻剑叶长QTL qFLL6的遗传分析与基因定位研究[D]. 王俊.扬州大学 2012
本文编号：3353793
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