环境和遗传因素对水稻RILs群体淀粉特性的影响

发布时间：2020-05-08 13:07

【摘要】：淀粉作为稻米胚乳中最主要的成分,其种类、含量及分子结构与水稻品质性状相关性及其密切,淀粉特性既受籼粳属性等遗传因素的调控,又与环境条件存在密切关系,迄今在遗传与环境因素互作效应方面研究较少。本研究选取的试验材料为粳稻品种沈农265与籼稻品种沪恢99杂交后的F10代重组自交系群体,探究籼粳遗传背景和环境因子对淀粉特性的影响,定位不同环境下调控淀粉特性的QTL,探究淀粉合成酶基因型的差异,同时在四个中国极具特点的典型稻作区分析淀粉特性、Fi与稻米其他品质性状及食味品质的关系。主要的结果如下:1.表观直链淀粉(AAC)、长分支支链淀粉(Fb_3)以及抗性淀粉(RS)含量表现为沈阳四川深圳江苏,而短支链淀粉(Fa)含量则是沈阳四川深圳江苏,AAC、Fb_3、RS含量越高,其Fa含量越低。淀粉特性与大部分生态环境因子相关性显著,其中AAC、Fb_3以及RS含量表现与光照时间、昼夜温差、夜间温度呈正相关,与日平均温度、白天温度、夜间温度、空气相对湿度、夜间湿度呈负相关,在Fa含量上与光照时间、昼夜温差、夜间温度呈负相关,与日平均温度、白天温度、夜间温度、空气相对湿度、夜间湿度呈正相关。2.沈阳AAC、Fb_3含量偏粳型中间型偏籼型,Fa偏籼型偏粳型、中间型,RS偏粳型、中间型偏籼型;江苏Fa中间型偏粳型偏籼型,RS偏籼型偏粳型、中间型;四川和深圳,淀粉特性差异未达到显著水平。3.在四种环境条件下,鉴定出3个AAC的QTL,分布在第1、4、7染色体上,贡献率为11.58%—15.55%;3个Fa的QTL,位于第4、6、7染色体上,贡献率为5.92%-8.18%;6个Fb_3的QTL,位于第1、3、4、5、6染色体上,贡献率为0.96%-22.23%;3个控制抗性淀粉的QTL,贡献率为6.39%-12.68%。未检测到在四个环境下都存在的位点。4.本研究涉及的三个重要淀粉合成酶基因型SBE3、SSIIIa、UGP1,其中SBE3、UGP1基因型淀粉特性类型间未达到显著水平,SSIIIa基因型,中间混合型的AAC以及Fb_3含量显著高于亲本,Fa含量则显著低于亲本。5.AAC含量与垩白、粒宽呈显著正相关,与粗蛋白呈极显著的负相关,与食味值呈负相关;Fa含量与垩白、粒宽、胶稠度呈极显著负相关,与长宽比、碱消值呈极显著正相关,与粘度、平衡呈负相关;Fb_3、RS含量与垩白、粒宽、胶稠度呈极显著正相关,与长宽比、碱消值呈极显著负相关,与平衡呈正相关。江苏淀粉特性与粒长、碱消值之间的相关性显著,沈阳、四川淀粉特性与食味品质相关性均达到极显著水平,江苏淀粉特性与粘度、硬度/粘度比相关性显著。6.籼型位点频率(Fi)在江苏、深圳地区与糙米率呈显著的正相关;与精米率呈显著的负相关;与整精米率、粒宽的相关性在四个地区均呈极显著的负相关;与垩白、粒长、粒长宽比在江苏、四川、深圳地区均表现为极显著的正相关;与粗蛋白的相关性仅在江苏地区表现为显著正相关;与外观、平衡、食味相关性在江苏、四川、深圳地区呈显著的负相关;与硬度在江苏、四川呈显著的正相关;与粘度在四个地区均呈显著的负相关;与硬度/粘度比在四川、深圳地区表现为显著的正相关。
【图文】：

垩白率和垩白度高，在蒸煮食味品质上，胶稠度和碱消质含量高，粳稻在加工品质和外观品质好于籼稻品种，其它987；陈志德等，2003；徐正进等，2010）。目前利用籼粳亚方法，已然成为大势所趋。机理构颖壳、果皮、种皮、糊粉层、胚乳和胚共同组成，除去颖为胚乳，其最主要的作用就是用来贮藏养料，按照贮藏含量依半纤维素、矿物质。下图表明了淀粉与葡萄糖之间的合成与以看出，淀粉合成酶起到了重要的作用，Nakamura Yasunor进行了全面的分析，影响稻米淀粉合成过程中的酶共计 28a、BEIIb、SSI、SSIIa、SSIIIa、SSIVb、ISA1、ISA2、ISA3、PU、AGPase-AGPL2、FLO2/FLO3、SUT1、UGP1、PFP、PPDARK5、TF、RSR1、FIE1、FIE2、MADS29。

图 2 直链淀粉与支链淀粉空间结构Fig.2. Amylose and amylopectin spatial structure淀粉测定方法经过脱粒、自然风干后的稻米，再经去壳、碾磨后获得水稻精米。最早的研究米粉碎、过目后，将其中的淀粉与脂肪分离，采取的主要方法为索式抽oudhury N H and Juliano B，1980），其方法又具体分为：按照不同的分离原理提取方法（徐锡明等，2018），但无论是哪一种提取方法，都存在操作困难、纯度低等问题。水稻直链淀粉的测定方法：为了简化该步骤，Juliano et al（1971，1980）先后 碘蓝比色法，可直接用稻米精米进行直链淀粉含量测定，，但该方法需要使用前行碾磨后的精米进行测定，适用于大量样品测定；钟连进等（2002）提出了在（2001）提出的冷碱液糊化煮沸法的基础上，不需要要干燥等一系列复杂流程
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511

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本文编号：2654689