应用近等基因系研究淀粉合成相关基因对稻米蒸煮食味品质的影响

论文摘要

为了解淀粉合成相关基因对稻米蒸煮食味品质的影响,本研究利用品质较差的桂朝2号为轮回亲本,品质较好的苏御糯为供体亲本,结合分子标记辅助选择,构建了非糯背景和糯性背景下淀粉合成相关基因的近等基因系。近等基因系的构建工作始于2001年正季扬州,目前我们已经拥有BC7F2代淀粉合成相关基因近等基因系材料,包括了NIL-SssⅠ、NIL-SssⅡ-3、NIL-SssⅢ-1、NIL-SssⅣ-1、NIL-Sbe1、NIL-Sbe3、NIL-Isa、NIL-Pul;糯性背景下,BC6代近等基因系包括:NIL-wx-SssⅠ、NIL-wx-SssⅡ-3、NIL-wx-SssⅢ-1、NIL-wx-Sbe1、NIL-wx-Sbe3、NIL-wx-Isa。此外我们分析了各个系的稻米淀粉理化特性（包括直链淀粉含量、胶稠度、RVA谱的各个特征值）,获得以下结果:1.非糯背景下:（1）近等基因系的各个株系在大部分的农艺性状上与桂朝2号没有显著差异,表明高世代的近等基因系背景与桂朝2号已经十分接近。但是,多数系与轮回亲本相比米粒偏长。（2）本研究检测的支链淀粉合成相关基因中,单个等位基因的差异对直链淀粉含量、胶稠度没有显著效应。（3）SssⅠ、SssⅡ-3和SssⅢ-1对RVA谱的大多数特征值效应显著, SssⅣ-1只对淀粉起浆温度有显著效应, Sbe1、Sbe3、ISA对RVA谱效应较小, Pul对RVA谱没有效应。2.糯性背景下:（1）近等基因系的各个株系在大部分农艺性状上与桂朝2号没有显著差异,表明这套糯性背景的淀粉合成相关基因近等基因系材料的背景趋近于轮回亲本。但是,每个系与轮回亲本相比都有籽粒粒重减轻的现象。（2）本研究检测的淀粉合成相关基因中,单个等位基因的差异对直链淀粉含量没有效应。（3）本研究检测的淀粉合成相关基因中,除了SssⅠ外其他单个等位基因的差异对胶稠度没有显著效应。（4）本研究检测的淀粉合成相关基因中,除了SssⅢ-1外,其他基因的等位差异均对RVA谱有显著影响。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 符号说明
• 一 文献综述及研究背景
• 1.1 稻米的主要成份及其对稻米品质的影响
• 1.2 稻米品质的概念及其评价指标
• 1.2.1 碾磨品质
• 1.2.2 外观品质
• 1.2.3 蒸煮食味品质
• 1.3 淀粉粒结构及其对稻米品质的影响
• 1.4 谷类作物胚乳中淀粉的生物合成
• 1.4.1 支链淀粉的合成
• 1.4.2 直链淀粉的合成
• 1.5 淀粉合成中关键的酶及其功能
• 1.5.1 A D P 葡萄糖焦磷酸化酶
• 1.5.2 颗粒结合淀粉合成酶
• 1.5.3 可溶性淀粉合成酶
• 1.5.4 淀粉分支酶
• 1.5.5 淀粉脱分支酶
• 1.5.6 淀粉合成相关基因的确定
• 二 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 近等基因系的构建方法
• 2.3 水稻叶片总 DNA 的提取（CTAB 法）
• 2.4 分子标记及其检测
• 2.5 农艺性状调查
• 2.6 稻米品质测定
• 2.6.1 水稻成熟种子直链淀粉含量的测定（按农业部颁标准 NY147-88）
• 2.6.2 胶稠度的测定
• 2.6.3 淀粉粘滞性测定
• 2.7 数据的整理和分析
• 三 结果与分析
• 3.1 近等基因系的构建
• 3.1.1 近等基因系构建过程
• 3.1.2 分子标记检测及其结果
• 3.1.3 农艺性状的调查结果分析
• 3.1.3.1 BC5F4代农艺性状
• 3.1.3.2 BC6F3代农艺性状
• 3.1.3.3 BC6F3代糯性材料农艺性状
• 3.2 非糯背景下支链淀粉合成相关基因的效应分析
• 3.2.1 BC5F4 代淀粉品质测定结果与分析
• 3.2.1.1 BC5F4 代直链淀粉含量测定与分析
• 3.2.1.2 BC5F4 代胶稠度测定与分析
• 3.2.1.3 BC5F4 代淀粉粘滞性测定与分析
• 3.2.2 BC6F3 代淀粉品质测定结果与分析
• 3.2.2.1 BC6F3 代直链淀粉含量测定与分析
• 3.2.2.2 BC6F3 代胶稠度测定与分析
• 3.2.2.3 BC6F3 代淀粉粘滞性测定与分析
• 3.3 糯性背景下支链淀粉合成相关基因的效应分析
• 3.3.1 BC6F3 代直链淀粉含量测定与分析
• 3.3.2 BC6F3 代胶稠度测定与分析
• 3.3.3 BC6F3 代淀粉粘滞性测定与分析
• 四 讨论
• 4.1 Wx 基因是稻米食味品质最重要的决定因素
• 4.2 控制支链淀粉合成的关键酶对 RVA 谱特征值的影响
• 4.2.1 可溶性淀粉合成酶
• 4.2.2 淀粉分支酶
• 4.2.3 淀粉脱分支酶
• 4.3 懦性与非懦性背景下各近等基因系对稻米蒸煮食味品质影响的比较
• 4.3.1 可溶性淀粉合成酶基因近等基因系
• 4.3.2 淀粉分支酶基因近等基因系
• 4.3.3 淀粉脱分支酶基因近等基因系
• 4.4 近等基因系构建
• 4.4.1 近等基因系的农艺性状在不同世代间的差异
• 4.4.2 近等基因系构建的下步计划
• 参考文献
• 致谢
• 附表1
• 附表2